آلة النفخ

قد تحتاج هذه المقالة إلى التنظيف لتلبية معايير الجودة الخاصة بويكيبيديا . المشكلة المحددة هي: الكتابة غير الواضحة، والتنسيق السيئ، والتفاصيل المفقودة مثل الصيغ الفيزيائية لحساب التردد، وما إلى ذلك. يرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة إذا كان بوسعك ذلك. ( مارس 2014 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

آلة النفخ هي آلة موسيقية تحتوي على نوع من الرنان (عادةً ما يكون أنبوبًا) حيث يتم ضبط عمود من الهواء للاهتزاز عن طريق نفخ العازف في (أو فوق) قطعة فم موضوعة عند نهاية الرنان أو بالقرب منها. يتم تحديد درجة الاهتزاز من خلال طول الأنبوب والتعديلات اليدوية للطول الفعال لعمود الهواء المهتز. في حالة بعض آلات النفخ، يتم إنتاج الصوت عن طريق النفخ من خلال قصبة؛ تتطلب آلات أخرى طنينًا في قطعة فم معدنية، بينما تتطلب آلات أخرى من العازف النفخ في فتحة عند الحافة، مما يقسم عمود الهواء ويخلق الصوت.

• استخدام أعمدة هوائية مختلفة لإصدار نغمات مختلفة، كما هو الحال في الفلوت . تستطيع هذه الآلات عزف عدة نغمات في وقت واحد.
• تغيير طول عمود الهواء المهتز عن طريق تغيير طول الأنبوب من خلال صمامات الاشتباك (انظر صمام الدوران ، صمام المكبس ) التي توجه الهواء عبر أنابيب إضافية، وبالتالي زيادة الطول الإجمالي للأنبوب، وخفض درجة الصوت الأساسية. تُستخدم هذه الطريقة في جميع الآلات النحاسية تقريبًا .
• تغيير طول عمود الهواء المهتز عن طريق إطالة و/أو تقصير الأنبوب باستخدام آلية الانزلاق . تستخدم هذه الطريقة على الترومبون وصافرة الانزلاق .
• تغيير تردد الاهتزاز من خلال فتح أو إغلاق فتحات في جانب الأنبوب. ويمكن القيام بذلك عن طريق تغطية الفتحات بالأصابع أو الضغط على مفتاح يقوم بعد ذلك بإغلاق الفتحة. وتستخدم هذه الطريقة في جميع آلات النفخ الخشبية تقريبًا .
• جعل عمود الهواء يهتز بتوافقيات مختلفة دون تغيير طول عمود الهواء (انظر البوق الطبيعي والسلسلة التوافقية ).

تستخدم جميع آلات النفخ تقريبًا الطريقة الأخيرة، غالبًا بالاشتراك مع إحدى الطرق الأخرى، لتوسيع سجلها.

يتم تقسيم الآلات الهوائية عادة إلى عائلتين: ^[1]

• الآلات النحاسية ( الأبواق ، الأبواق ، الترومبون ، اليوفونيوم ، والتوبا )
• آلات النفخ الخشبية ( المسجلات ، الفلوت ، الأوبوا ، الكلارينيت ، الساكسفون ، والباسون )

كانت آلات النفخ الخشبية مصنوعة في الأصل من الخشب، تمامًا كما كانت آلات النفخ النحاسية مصنوعة من النحاس، ولكن يتم تصنيف الآلات بناءً على كيفية إنتاج الصوت، وليس حسب المادة المستخدمة في صنعها. على سبيل المثال، عادةً ما تكون الساكسفونات مصنوعة من النحاس، ولكنها آلات نفخ خشبية لأنها تنتج الصوت بقصب مهتز . من ناحية أخرى، فإن الديدجيريدو ، والكورنيت الخشبي (لا ينبغي الخلط بينه وبين الكورنيت )، والثعبان كلها مصنوعة من الخشب (أو البلاستيك في بعض الأحيان)، والبوق مصنوع من العاج ، لكنها جميعًا تنتمي إلى عائلة آلات النفخ النحاسية لأن الاهتزاز يبدأ بشفاه العازف .

• في الآلات النحاسية، تهتز شفاه العازف نفسه، مما يتسبب في اهتزاز الهواء داخل الآلة.
• في آلات النفخ الخشبية، يقوم العازف إما بـ:
  • يتسبب في اهتزاز القصب ، مما يحرك عمود الهواء (كما هو الحال في الساكسفون أو الكلارينيت أو المزمار أو الدودوك )
  • ينفخ فوق الفليب ، عبر فتحة مفتوحة مقابل الحافة (كما في المسجل أو الأوكارينا )، أو
  • تهب عبر حافة حفرة مفتوحة (كما في الناي ).

في مخطط هورنبوستيل-ساكس لتصنيف الآلات الموسيقية ، يتم تصنيف الآلات الهوائية على أنها آلات هوائية .

يعتمد إنتاج الصوت في جميع آلات النفخ على دخول الهواء إلى صمام التحكم في التدفق المتصل بغرفة الرنين ( المرنان ). والمرنان هو عادةً أنبوب أسطواني أو مخروطي طويل، مفتوح عند الطرف البعيد. وتنتقل نبضة الضغط العالي من الصمام إلى أسفل الأنبوب بسرعة الصوت . وسوف تنعكس من الطرف المفتوح كنبضة عودة ذات ضغط منخفض. وفي ظل الظروف المناسبة، سيعكس الصمام النبضة مرة أخرى، مع زيادة الطاقة، حتى تتشكل موجة واقفة في الأنبوب.

تحتوي الآلات الموسيقية ذات القصب مثل الكلارينيت أو المزمار على قصب أو قصبات مرنة عند القطعة الفموية، وتشكل صمامًا يتم التحكم في الضغط فيه. ستؤدي زيادة الضغط داخل الحجرة إلى تقليل فرق الضغط عبر القصب؛ سينفتح القصب أكثر، مما يزيد من تدفق الهواء. ^{[2] [3]} سيزيد تدفق الهواء المتزايد من الضغط الداخلي بشكل أكبر، لذلك ستنعكس نبضة الضغط العالي التي تصل إلى القطعة الفموية كنبضة ضغط أعلى مرة أخرى إلى أسفل الأنبوب. ستكون الموجات المستقرة داخل الأنبوب مضاعفات فردية لربع الطول الموجي ، ^[4] مع وجود عقدة ضغط مضادة عند القطعة الفموية، وعقدة ضغط عند الطرف المفتوح. يهتز القصب بمعدل يحدده الرنان .

بالنسبة لآلات الشفاه ( النحاسية )، يتحكم العازفون في شد شفاههم بحيث تهتز تحت تأثير الهواء المتدفق من خلالها. ^{[5] [6]} يضبطون الاهتزاز بحيث تكون الشفاه مغلقة قدر الإمكان، ويكون تدفق الهواء في أدنى مستوياته، عندما تصل نبضة منخفضة الضغط إلى القطعة الفموية، لتعكس نبضة منخفضة الضغط مرة أخرى إلى أسفل الأنبوب. ستكون الموجات المستقرة داخل الأنبوب مضاعفات فردية لربع الطول الموجي ، مع وجود عقدة ضغط مضادة عند القطعة الفموية، وعقدة ضغط عند الطرف المفتوح.

بالنسبة لآلات القصب الهوائي ( الفلوت والفلوت المرن )، تتفاعل الطبقة الهوائية الرقيقة (النفث المستوي) المتدفقة عبر فتحة (فم) في الأنبوب مع حافة حادة (شفرة) لتوليد الصوت. ^[7] يتم توليد النفاثة بواسطة العازف، عند النفخ من خلال شق رفيع (مدخنة). بالنسبة للمسجلات وأنابيب الأورغن ذات المدخنة، يتم تصنيع هذا الشق بواسطة صانع الآلة وله هندسة ثابتة. في الفلوت المستعرض أو الفلوت المقلاة، يتم تشكيل الشق بواسطة الموسيقيين بين شفاههم.

بسبب التذبذب الصوتي للأنبوب، يتم ضغط الهواء في الأنبوب وتمدده بالتناوب. ^[8] وينتج عن هذا تدفق متناوب للهواء داخل وخارج الأنبوب عبر فم الأنبوب. ويؤدي تفاعل هذا التدفق الصوتي العرضي مع نفاثة الهواء المستوية عند مخرج الدخان (أصل النفاثة) إلى اضطراب موضعي في ملف تعريف سرعة النفاثة. ويتضخم هذا الاضطراب بشدة بسبب عدم الاستقرار الجوهري للنفاثة أثناء انتقال السائل نحو الشفة. وينتج عن هذا حركة عرضية عالمية للنفاثة عند الشفة.

يمكن ملاحظة تضخيم اضطرابات النفاثة بسبب عدم استقرارها الجوهري عند النظر إلى عمود من دخان السجائر. أي حركة صغيرة السعة لليد التي تمسك السيجارة تؤدي إلى تذبذب العمود يتزايد مع المسافة إلى الأعلى وفي النهاية حركة فوضوية (اضطراب). يمكن تحفيز نفس تذبذب النفاثة من خلال تدفق الهواء اللطيف في الغرفة، والذي يمكن التحقق منه بالتلويح باليد الأخرى.

يؤدي تذبذب النفاثة حول الشفة إلى قوة متقلبة لتدفق الهواء على الشفة. ووفقًا للقانون الثالث لنيوتن، تمارس الشفة قوة رد فعل معاكسة على التدفق. ويمكن للمرء أن يثبت أن قوة رد الفعل هذه هي مصدر الصوت الذي يحرك التذبذب الصوتي للأنبوب.

^{وقد قدم آلان باول [9]} عرضًا كميًا لطبيعة هذا النوع من مصادر الصوت عند دراسة نفاثة مستوية تتفاعل مع حافة حادة في غياب الأنبوب (ما يسمى بـ "نغمة الحافة"). ويمكن التنبؤ بالصوت المنبعث من "نغمة الحافة" من قياس القوة غير المستقرة التي يسببها تدفق النفاثة على الحافة الحادة (الشفة). كما أن إنتاج الصوت عن طريق رد فعل الجدار على قوة غير مستقرة للتدفق حول جسم ما ينتج أيضًا صوتًا رياحيًا لأسطوانة موضوعة عموديًا على تدفق الهواء (ظاهرة السلك المغني). وفي كل هذه الحالات (الناي، نغمة الحافة، النغمة الريحية...) لا ينطوي إنتاج الصوت على اهتزاز الجدار. ومن ثم فإن المادة التي صنع منها الناي ليست ذات صلة بمبدأ إنتاج الصوت. ولا يوجد فرق جوهري بين الناي الذهبي أو الفضي. ^[10]

يمكن وصف إنتاج الصوت في الناي من خلال نموذج عنصر مجمع حيث يعمل الأنبوب كتأرجح صوتي (نظام زنبركي كتلة، مرنان ) يتأرجح بشكل تفضيلي بتردد طبيعي يحدده طول الأنبوب. يعمل عدم استقرار النفاثة كمضخم ينقل الطاقة من تدفق النفاثة الثابت عند مخرج المدخنة إلى التدفق المتذبذب حول الشفة. يشكل الأنبوب مع النفاثة حلقة تغذية مرتدة. يتم اقتران هذين العنصرين عند مخرج المدخنة وعند الشفة. عند مخرج المدخنة، يزعج التدفق الصوتي العرضي للأنبوب النفاثة. عند الشفة، ينتج عن تذبذب النفاثة توليد موجات صوتية تحافظ على تذبذب الأنبوب.

يمكن وصف التدفق الصوتي في الأنبوب لتذبذب ثابت من حيث الموجات المستقرة . تحتوي هذه الموجات على عقدة ضغط عند فتحة الفم وعقدة ضغط أخرى عند نهاية الأنبوب المفتوح المقابل. ستكون الموجات المستقرة داخل مثل هذا الأنبوب المفتوح مضاعفات نصف الطول الموجي . ^[4]

وفقًا لتقريب تقريبي، فإن الأنبوب الذي يبلغ طوله حوالي 40 سم سيظهر رنينات بالقرب من النقاط التالية:

• لآلة موسيقية ذات قصب أو شفاه: 220 هرتز (A3)، 660 هرتز (E5)، 1100 هرتز (C#6).
• لأداة القصب الهوائي: 440 هرتز (A4)، 880 هرتز (A5)، 1320 هرتز (E6).

ولكن في الممارسة العملية، فإن الحصول على مجموعة من النغمات الموسيقية المفيدة من آلة النفخ يعتمد إلى حد كبير على التصميم الدقيق للآلة وتقنية العزف.

يعتمد تردد الأنماط الاهتزازية على سرعة الصوت في الهواء، والتي تتغير باختلاف كثافة الهواء . يؤثر التغير في درجة الحرارة، وبدرجة أقل بكثير أيضًا التغير في الرطوبة، على كثافة الهواء وبالتالي سرعة الصوت، وبالتالي يؤثر على ضبط الآلات الهوائية. إن تأثير التمدد الحراري لآلة النفخ، حتى لو كانت آلة نحاسية، لا يُذكَر مقارنة بالتأثير الحراري على الهواء.

جرس آلة النفخ هو الفتحة المستديرة المتسعة المقابلة للقطعة الفموية. ويوجد في الكلارينيت والساكسفون والأبوا والأبواق والأبواق والعديد من أنواع الآلات الأخرى. وفي الآلات النحاسية، يحدث الاقتران الصوتي من التجويف إلى الهواء الخارجي عند الجرس لجميع النغمات، ويحسن شكل الجرس هذا الاقتران. كما يلعب دورًا رئيسيًا في تحويل رنينات الآلة . [ ^11] وفي آلات النفخ الخشبية، تخرج معظم النغمات عند فتحات النغمة المفتوحة العلوية؛ فقط النغمات الأدنى لكل سجل تخرج بالكامل أو جزئيًا عند الجرس، ووظيفة الجرس في هذه الحالة هي تحسين الاتساق في النغمة بين هذه النغمات وغيرها.

يؤدي العزف على بعض آلات النفخ، وخاصة تلك التي تنطوي على مقاومة عالية لضغط التنفس، إلى زيادة في ضغط العين ، وهو ما ارتبط بالجلوكوما كخطر محتمل على الصحة. لاحظت إحدى الدراسات التي أجريت عام 2011 والتي ركزت على آلات النفخ النحاسية والخشبية "ارتفاعات وتقلبات مؤقتة وأحيانًا دراماتيكية في ضغط العين". ^[12] وجدت دراسة أخرى أن حجم الزيادة في ضغط العين يرتبط بالمقاومة داخل الفم المرتبطة بالآلة ويرتبط الارتفاع المتقطع لضغط العين من العزف على آلات النفخ عالية المقاومة بحدوث فقدان المجال البصري. ^[13] وقد ثبت أن نطاق الضغط داخل الفم المتضمن في فئات مختلفة من آلات النفخ العرقية، مثل الفلوت الأمريكي الأصلي ، أقل عمومًا من آلات النفخ الكلاسيكية الغربية. ^[14]

• ايوتانا
• ايروفون
• فرقة موسيقية
• اختصار لآلات الأوركسترا

• ملخصات أقراص النفخ الموسيقية هي: "Microsoft Musical Instruments" (خارج الإنتاج الآن ولكنه متوفر أحيانًا على Amazon)، و"Tuneful Tubes؟" (http://sites.google.com/site/tunefultubes)
• روبنسون، تريفور (1980). صانع آلات النفخ الهواة (الطبعة المنقحة). أمهرست، ماساتشوستس: مطبعة جامعة ماساتشوستس. رقم ISBN 9780870233128.دليل كامل لبناء الآلات الهوائية التاريخية الشهيرة في المنزل - الفلوت والكلارينيت الباروكي، والشوام، والكرومهورن، والأبواق، والراكيت، وغيرها.