Древнегреческий математик Пифагор, известный вам из учебников геометрии, занимался также вопросами музыки; это именно он открыл и доказал зависимость высоты звука от длины струны.
Г ромкость также присуща и музыкальным и немузыкальным звукам. Для выяснения, от чего она зависит, удобно обратиться именно к музыкальным тонам, поскольку в пасть рычащего тигра мы не рискнем заглядывать, а комара, если он нас ужалит, прихлопнем и только.
Даже если вы не играете на гитаре, то вам все-таки не возбраняется защип нуть струну и внимательно присмотреться к ней. Кажется, что она стала толще*. Конечно, это лишь оптическая иллюзия, подобная той, когда спицы быстро вращающегося колеса кажутся сплошным кругом. Конечно, вам понятно, что струна колеблется в одну и другую стороны. И чем шире колебания от одной крайней точки до другой, тем громче звук. Ширина размаха называется амплитудой колебания. Если не поддерживать звук повторными прикосновениями к стр> -не, то амплитуда постепенно сокращается. Звук постепенно угасает и вовсе исчезнет с прекращением колебательного движения.
Итак, громкость зависит от амплитуды колебания.
Продолжительность звучания, иначе говоря, длительность звука не требует какого-либо специального научного объяснения или термина: каждому понятно, что она зависит от времени колебания источника звука. Мы не склонны считать длительность специфическим качеством, характеризующим физическую природу звука. Но поскольку в музыке длительность звука имеет огромное значение в организации темпа, ритма, то причислим ее к ранее рассмотренным качествам музыкального звука — высоте и громкости.
Читатели, постарайтесь вспомнить свои музыкальные впечатления, когда вы были в младших классах школы. Если вам и не приходилось послушать симфоническую сказку С. Прокофьева «Петя и волк», то наверняка вы обратили внимание на то, что музыка звучит «разными голосами». Например, один и тот же звук, взятый на скрипке или на рояле, или еще на других инструментах, звучит по-ра *-ному, хотя имеет одну высоту. И, не глядя, на чем играют, вы можете узнать инструмент. Легче сначала обратить внимание на разницу в звучании струнных и духовых, затем — духовых деревянных и медных и наконец на отдельные инструменты внутри каждой группы. А в группе ударных инструментов, кроме своеобразия каждого из них, примечательно, что одни дают музыкальный тон, а другие — звуки без определенной высоты. Одинаково различимы на слух голоса людей как в пении, так и в речи. Это качество звука мы называем всем известным словом «тембр ».
От чего зависит тембр? Выяснить это довольно трудно, но давайте попробуем.
Если амплитуду колеблющейся струны можно увидеть простым глазом, то понадобились опыты над незвучащими телами, чтобы увидеть особенности этого колебания. Возьмите не туго натянутую веревку и дерните ее. По ней побегут как бы волночки, она станет извилистой. То есть она колеблется всей своей длиной и отдельными частями. Это же происходит со звучащей струной. Здесь мы имеем пример того, как в основе явлений окружающей нас природы лежит один закон. В данном случае — закон механики и акустики.