Cho được cùng chung một ý, chúng ta lấy tốc độ trung bình của V là 340m/sec (sự thật, V, vận tốc truyền âm trong không khí thay đổi ít nhiều, tùy theo nhiệt độ không khí và tính các tần số tương đương với thanh mẫu La3 = 435. Vậy muốn có một ống sáo phát thanh cơ bản La3 = 435 ta phải có một ống sáo dài:
Nếu ta cắt ống sáo theo bình diện thẳng góc với trục ống sáo, thiết diện (bề mặt) ống sáo thường là hình tròn. Ðường kính thiết diện tức là đường kính ống sáo:
Nếu ta thử lại định luật Bernoulli bằng một số ống đường kính khác nhau nhưng cùng cho một thanh cơ bản, ta sẽ thấy thiết diện có ảnh hưởng rõ rệt tới cao độ cơ bản.
So sánh với một thanh mẫu Hohner phát thanh La4 = 870, đây là một thí dụ về sự thay đổi chiều dài ống sáo theo đường kính: ( Sai số tối đa của cách đo tạm cho một ly ).
Ðường kính thiết diện sáo tỷ lệ nghịch với tần số thanh cơ bản: với một số tần số nhất định, ống càng to bao nhiêu, chiều dài càng ngắn bấy nhiêu. Nói một cách khác: ống càng nhỏ bao nhiêu, định luật Bernoulli càng sát bấy nhiêu. Tóm lại: công thức Bernoulli chỉ cho ta áng chừng chiều dài sáo tương đương với âm thanh cơ bản ta muốn có.
Rút ra chiều dài L'''' của phím thứ nhất ta có:
Vậy chiều dài L'''' của phím do chiều dài L của sáo và tỉ số N / n'''' quyết định.
Ước lệ về N / n'''' - Thường thường phím thứ nhất của sáo cho các nốt cách âm cơ bản một cung hay một bán cung. Vậy chúng ta cần biết tỉ lệ N / N'''' của 2 nốt cách nhau một cung và của 2 nốt cách nhau một bán cung. Âm học cho biết tỉ lệ N / N'''' của một cung có thể là 9/8 (cung majeur) hoặc 10/9 (cung mineur) và của một bán cung là 16/15 (bán cung majeur) hoặc 256/246 (bán cung Pythagore) với điều kiện tần số N > N''''.
Những con số đó không được thật chính xác đối với cung bực của âm giai bình hiện nay. So sánh với cung bình, tỉ số 9/8 sai hơn một savart (khoảng 1/50 một cung) tỉ số 10/9 sai 4 savart (1/12 cung), tỉ số 256/243 sai 2 savart (1/25 cung). Nếu ta coi giới hạn tha thứ là 1 commạ (5 savart 39) thì những con số sai trên kia có thể xem như không đáng kể và ta có thể dùng bất cứ tỉ số nào.
Cho nhất định ý kiến và để các con tính đỡ số lẻ, ta có thể đặt ước lệ lấy tỉ số N / N'''' một cung là 9/8 và của một bán cung là 16/15 trong trường hợp N > N''''.
Nếu N < N'''' tỉ số sẽ đảo ngược lại 8/9 và 15/16.
Vậy cứ theo lý thuyết, nếu ta muốn chẳng hạn, sau thanh cơ bản, sáo phát một nốt cách thanh cơ bản 1 cung, chiều dài phím nốt đó sẽ là:
Saturday, 03 November 2007
Phạm Xuân Thư
Tô Vũ Chế Tạo Sáo TrúcCHƯƠNG I: Vấn đề chế tạo sáo trúc
A - Giai điệu ống sáo Trong lúc phong trào học nhạc, chơi nhạc lan rộng, vấn đề nhạc cụ đã trở thành một trở lực khá lớn cho việc huấn luyện và phổ biến. Về phía những người hoạt động âm nhạc, trừ một số ít các nhạc sư đóng đô ở một chỗ. Ðối với những người đó, các loại nhạc cụ mảnh dẻ (viomon, guitare ...) hoặc cồng kềnh (violoncelle, piano ...) thật bất tiện cho sự mang đi mang lại. Một mặt khác, những cuộc biểu diễn ngoài trời, dưới đêm sương, trước một khán đài mênh mông nhiều khi đã là những thử thách lớn cho mấy cây đàn xưa nay vẫn quen ăn nói trong phòng khách, trên những sân khấu có đủ trần, phòng hậu, cánh gà để đưa hơi, nâng tiếng. Về phía quần chúng chơi nhạc, học nhạc, thì bất kể loại nhạc cụ nào (đàn dây, đàn gío hay đàn gõ) đều tương đốu đắt tiền, có khi lại khó tìm mua nữa. Một thí dụ: cây đàn guitare thường (mà cũng phải mất công đi lùng mua lấy được mới có) bấy giờ trị giá trên một tạ gạo. Ðể đối phó với tình trạng phiền phức đó, một số người hoạt động nhạc đã có ý kiến đi tìm một loại nhạc cụ thích hợp với hoàn cảnh và trình độ của quần chúng chơi nhạc hiện thời. Và những anh em đó đã nhận định đúng đắn là phải cải tiến và phổ biến ống sáo trúc (gọi là sáo trúc để phân biệt với các loại sáo bằng gỗ tiện hoặc bằng kim khí đúc).
B - Ưu điểm của ống sáo trúc Ít ra trong hoàn cảnh hiện tại, ống sáo trúc có những ưu điểm rất dễ nhận:
1) Sáo trúc rẻ tiền, có thể làm lấy được, bằng những vật liệu dễ tìm, với những dụng cụ thô sơ
2) Sáo nhẹ, tiện mang đi mang lại. Ðeo dăm chục ống sáo cũng chỉ nặng bằng một chiếc banjo, lại gọn gàng hơn.
3) Sáo có thể rất to tiếng, lại không sợ mưa, nắng, sương, gío. Ðặc biệt chơi ngoài trời, người nghe đông đảo, rất hợp.
4) Tương đối, sáo cũng là một thứ nhạc cụ dễ học, nếu có phương pháp, có thể tự học được.
Với những khả năng đó, ta quan liện dễ dàng sự hợp thời của việc phổ biến ống sáo. Nhưng khi áp dụng nhận định ấy vào thực hành, việc phục hồi gía trị sáo cổ vấp phải mấy nhược điểm khác:
1) Sáo cổ bán trên thị trường phần nhiều chế tạo cẩu thả, sai tiếng, lại không theo một thanh mẫu nhất định
2) Dù đúng tiếng, sáo cổ cũng khó áp dụng vào việc trình bầy những bài nhạc mới, vì chế tạo dựa trên thanh âm điệu cũ. Nói cụ thể hơn, sáo cổ sáu phím không có bán âm. Muốn thực hiện bán cung, nhạc công phải dùng ngón tay bịt một nửa lỗ. Như vậy, không nói sự khó khăn cho người mới tập, ngay đến người thổi sáo đã thạo, gặp những đoạn nhạc khó, phải chạy nhanh, nhiều lúc cũng chịu không tài nào bắt vừa nhanh (một nửa lỗ) vừa đúng đuợc. Vì đó cần phải cải tiến ống sáo cũ.
D - Ống sáo mới kiểu " Lôi-Tiên 1950 "Một trong những giải pháp cải tiến sáo tương đối tiện lợi hơn cả (tới bây giờ) là những loại sáo trúc do hai anh Phạm xuân Lôi và Phạm xuân Tiên sáng chế. Chúng ta nhận thấy ở những mẫu sáo đó, ngoài sự khắc phục theo nguyên tắc những nhược điểm cố hữu của sáo cổ, còn có những chỗ dụng công đáng lưu ý.
1) Cách bố trí khoa học các phím để các ngón tay vận động tự nhiên thoải mái
2) Cách trình bầy thứ tự các kiểu sáo, tiện cho việc phổ biến,
Thí dụ:Loại sáo bảy phím để cho người mới tập hay người đã quen dùng sáo cổ sửa lại lối bắt ngón tay.
Loại sáo mười phím cho những người đã quen dùng lối sáo bảy lỗ chuyển sang (hoặc cho những người trình độ chơi nhạc đã khá).
Loại sáo có cựa gà cho các em nhỏ hay những người mới học đỡ mệt lúc ban đầu...
E - Vấn đề chế tạo sáo mớiÝ kiến chung của nhiều người (chuyên môn hoặc không chuyên môn về nhạc) đã nghe, dùng hoặc thí nghiệm sáo "Lôi Tiên 1950" đều hoan nghênh sáng kiến đó và mong muốn sự phổ biến nó trên một qui mô rộng rãi. Nhưng nhìn vào thực tế, số sáo mới đã hoàn thành hoặc đã phát hành còn quá ít ỏi đối với nhu cầu của phong trào.
Trước nạn "khủng hoảng" thiếu đó, với sự tán thành và giúp đỡ trực tiếp (về ý kiến cũng như trong các thí nghiệm) của hai anh Lôi Tiên, chúng tôi mạnh dạn trình bầy một ít kinh nghiệm về phương pháp chế tạo sáo trúc.
Mong các bạn xa gần có lưu tâm tới vấn đề, góp ý thêm hoặc bổ khuyết, sửa chữa những chỗ sai lầm, thiếu sót. Một mặt khác, vì nhằm mục đích thực hành và phổ biến, chúng tôi đã giản dị hóa rất nhiều khi nói tới lý thuyết khoa học về âm thanh cũng như khi áp dụng hay suy diễn các công thức một cách... chủ quan. Mong các nhà khoa học cũng lượng thứ.
CHƯƠNG II: Phần lý thuyết về Sáo
A - Bộ phận ống sáo Sáo trúc là một nhạc cụ hết sức giản dị, thành phần nó gồm vỏn vẹn:
1. Một ống rỗng lòng. Trên thân ống, ở một đầu, là lỗ thổi. Theo một hàng dọc cùng hàng với lỗ thổi, ở đầu kia, là môt chuỗi những lỗ phím.
2. Trong lòng ống, sát mép lỗ thổi, phía không có phím, có một cái nút:
B.- Cách phát thanh và âm thanh ống sáo Muốn thổi sáo thành tiếng, nhạc công cầm ngang thân sáo, dựa mép lỗ thổi vào môi dưới, xếp hai môi một cách thích hợp và "tia" hơi thổi vào bờ lỗ sáo đối diện với môi. Muốn thay đổi cao độ tiếng sáo, có hai cách:
1. Thay đổi cường độ (sức mạnh ) tia hơi thổi. Thí dụ: khi bịt các lỗ phím và thổi nhè nhẹ đủ để phát ra tiếng, sáo cho nốt Do4; thổi mạnh hơn, sáo sẽ nảy ra tiếng Do5; mạnh hơn nữa âm thanh phát ra sẽ là Sol5....
2. Thay đổi cách bịt các lỗ phím. Thí dụ: Ta đánh số các lỗ phímtheo thứ tự như hình vẽ. Bịt cả bảy phím, sáo cho âm thanh cơ bản của sáo (nốt trầm nhất) khi ta thổi đủ phát thành tiếng. Vẫn giữ nguyên cường độ tia hơi đó, ta buông phím 1: âm thanh phát ra sẽ cao hơn nốt cơ bản. Buông thêm phím 2, âm thanh phát ra lại cao hơn lên một nậc nữa, và cứ cao lần lên mãi tới khi ta buông cả bảy phím. Nếu ta bịt lại tất cả các phím để lại mở dần từng phím theo thứ tự như trước: 1, 2, 3, 4... trong khi ta tăng cườngđộ tia hơi thổi lên, sáo sẽ cho một chuỗi âm thanh giống như chuỗi âm thanh trước nhưng cao hơn một bát độ (octave). Chẳng hạn với tia hơi nhẹ, ta có chuỗi âm thanh: Do4, Ré4, Mi4, Fa4, Sol4 La4, Si4, với tia hơi mạnh ( cũng theo thứ tự mở phím )ta có thể có: Do5, Re5, Mi5, Fa5, Sol5, La5, Si5....
C.- Lý thuyết âm nhạc úng dụng vào sáo Vật lý học đặt âm thanhvào loại những hiện tượng tuần hoàn cũng như ánh sáng, đìện. Nguyên nhân phát sinh âm thanh là những chấn động, điều mà ta có thể xác nghiệm một cách thô sơ bằng cách sờ một ngón tay vào dây đánđang rung thành tiếng.. Một đặt tính căn bản của âm thanh, cao độ, có quan hệ trực tiếp với tần số những rung dộng của vật phát ra âm thanh trong một thời gian nhất định. Nếu ta lấy ta lấy đơn vị thời gian là một giây đồng hồ thì số những âm ba (rung động) của mõt âm thanh a nào đó phát ra trong khoảng thời gian đó gọi là tần số âm a (fréquence).
Áp dụng nhận thức ấy vào ống sáo, có mấy điểm ta nên lưu ý: 1. Nguyên nhân sự phát ra âm thanh của ống sáo là do cot không khí trong ống sáo rung động và không phải do thân ống sáo rung.
2. Ðộng cơ sự rung động là tia hơi từ môi dập vào bờ lỗ thổi rồi tỏa ra, phần ra ngoài và phần vào trong lòng ống sáo, tỉ như luồng sóng thác xô vào ghềnh đá làm nước chung quanh chổ đó cuộn xoáy lên. Tia hơi có thể làm rung động một cựa gà để cựa gà truyền rung động sang không khí trong ống (trường hợp sáo cựa gà).
3. Cao độ những âm thanh của sáo do hai điều kiện quyết định: Cường độ tia hơi thổi và Kích thước ống sáo.
a. Cường độ: Luật các họa thanh ( harmonique ). Âm học cho ta biết là những âm thanh do các nhạc cụ phát ra không phải là những đơn âm (monophonique) mà là những đa âm (polyphonique) tức là các đơn âm hợp lại. Nếu ta thí nghiệm bật một giây đàn cho nảy thành tiếng và chú ý lắng tai nghe, thì ngoài âm thanh chính, trầm nhất, thanh cơ bản, còn nghe thấy những hòa thanh, tức là những âm thanh mà tần số là những bội số (multiple) của tần số cơ bản. Thí dụ ta gảy giây La của đàn ghi ta thi ngoài nốt La2 cơ bản ta có thể nghe thấy nhỏ hơn những âm thanh La3, tần số gấp đôi La2, Mi3 (tần số gấp ba La2), La4 (tần số gấp tư La2) và có thể tới Do4 (tần số gấp 5 La2)...Vậy sự gia tăng cường độ tia hơi thổi có thể coi như có hiệu lực là làm trổi lên, lần lần, những hoà thanh cơ bản của ống sáo. Nếu như tần số âm cơ bản là n, thì những hoà thanh xếp theo thứ tự sẽ có những tần số 2n, 3n, 4n, 5n... Thực tế ra, cường độ của tia hơi chỉ tới mõt mức nào thôi. Vì vậy nếu tương đối những họa thanh 2n, 3n có thể đạt được dễ dàng, những họa thanh 4n,5n rất khó thực hiện và coi như ở ngoài tầm giọng (étendue).
b. Kích thước ống sáo: Ðịnh luật Bernoulli. Ðịnh luật nói cho ta biết tương quan giữa kích thước ống sáo và cao độ của âm thanh cơ bản bằng phương trình:
L = V / 2n L = chiền dài ống sáo
V = tốc độ truyền âm trong không khí
n = tần số của thanh cơ bản
Suy diễn công thức Bernoulli, ta thấy mấy điểm:
Chất ống (nguyên liệu làm sáo) không ảnh hưởng gì đến cao độ của âm thanh.
Chiều dài ống sáo tỉ lệ đảo với tần số âm thanh. Ống càng dài, âm thanh càng thấp, ống càng ngắn, âm thanh càng cao. Ðối chiếu với cách phát thanh của sáo, ta có thể coi ống sáo là áp dụng của công thức Bermoulli mà những lỗ phím là những nấc rút ngắn dần chiều dài ống sáo lại, để âm thanh cao mãi lên.
Chỗ khó cho công việc làm sáo là cách tính kích thước sáo nghĩa là chiều dài sáo và chiều dài các phím. Về chiều dài óng sáo, công thức Bernoulli sẽ giúp ta tính dễ dàng nếu ta biết tốc độ truyền âm V và tần số thanh cơ bản n. Về chiều dài các phím, nếu ta coi mỗi phím là một ống sáo rút ngắn, ta co thể suy ra:
So sánh hai ống L và L''''
Như thế chiều dài L'''' của phím sáo có thể tính ra khi ta biết chiều dài L của sáo và tỉ số n'''' / n của tần số n'''' âm thanh phím và tần số n thanh cơ bản
CHƯƠNG III: ÁP DỤNG CÔNG THỨC BERNOULLI VÀO CÁCH TÍNH KÍCH THƯỚC SÁO - THỰC NGHIỆM
A. Tính chiều dài ống sáo (phát thanh cơ bản) Cho được cùng chung một ý, chúng ta lấy tốc độ trung bình của V là 340m/sec ( sự thật, V, vận tốc truyền âm trong không khí thay đổi ít nhiều, tùy theo nhiệt độ không khí ) và tính các tần số tương đương với thanh mẫu La3 = 435. Vậy muốn có một ống sáo phát thanh cơ bản La3 = 435 ta phải có một ống sáo dài
B. Ảnh hưởng của đường kính ống sáo (thực nghiệm) Nếu ta cắt ống sáo theo bình diện thẳng góc với trục ống sáo, thiết diện (bề mặt) ống sáo thường là hình tròn. Ðường kính thiết diện tức là đường kính ống sáo:
Nếu ta thử lại định luật Bernoulli bằng một số ống đường kính khác nhau nhưng cùng cho một thanh cơ bản, ta sẽ thấy thiết diện có ảnh hưởng rõ rệt tới cao độ cơ bản.
So sánh với một thanh mẫu Hohner phát thanh La4 = 870, đây là một thí dụ về sự thay đổi chiều dài ống sáo theo đường kính: (Sai số tối đa của cách đo tạm cho một ly).
Vậy cứ theo thực nghiệm ta thấy: Ðường kính thiết diện sáo tỷ lệ nghịch với tần số thanh cơ bản: với một số tần số nhất định, ống càng to bao nhiêu, chiều dài càng ngắn bấy nhiêu. Nói một cách khác: ống càng nhỏ bao nhiêu, định luật Bernoulli càng sát bấy nhiêu. Tóm lại: công thức Bernoulli chỉ cho ta áng chừng chiều dài sáo tương đương với âm thanh cơ bản ta muốn có.
A.Tính phím thứ nhất Nhắc lại hình thức (2) của công thức Bernoulli:
Rút ra chiều dài L'''' của phím thứ nhất ta có:
Vậy chiều dài L'''' của phím do chiều dài L của sáo và tỉ số N / n'''' quyết định.
Ước lệ về N / n'''' - Thường thường phím thứ nhất của sáo cho các nốt cách âm cơ bản một cung hay một bán cung. Vậy chúng ta cần biết tỉ lệ N / N'''' của 2 nốt cách nhau một cung và của 2 nốt cách nhau một bán cung. Âm học cho biết tỉ lệ N / N'''' của một cung có thể là 9/8 (cung majeur) hoặc 10/9 (cung mineur) và của một bán cung là 16/15 (bán cung majeur) hoặc 256/246 (bán cung Pythagore) với điều kiện tần số N > N''''.
Những con số đó không được thật chính xác đối với cung bực của âm giai bình hiện nay. So sánh với cung bình, tỉ số 9/8 sai hơn một savart (khoảng 1/50 một cung) tỉ số 10/9 sai 4 savart (1/12 cung), tỉ số 256/243 sai 2 savart (1/25 cung). Nếu ta coi giới hạn tha thứ là 1 commạ (5 savart 39) thì những con số sai trên kia có thể xem như không đáng kể và ta có thể dùng bất cứ tỉ số nào.
Cho nhất định ý kiến và để các con tính đỡ số lẻ, ta có thể đặt ước lệ lấy tỉ số N / N'''' một cung là 9/8 và của một bán cung là 16/15 trong trường hợp N > N''''.
Nếu N < N'''' tỉ số sẽ đảo ngược lại 8/9 và 15/16.
Vậy cứ theo lý thuyết, nếu ta muốn chẳng hạn, sau thanh cơ bản, sáo phát một nốt cách thanh cơ bản 1 cung, chiều dài phím nốt đó sẽ là:
Ảnh hưởng đường kính phím (thực nghiệm) Lấy một ống sáo đã đo thanh cơ bản A. Sau khi tính chiều dài của phím B cách thanh cơ bản (thí dụ) một cung, ta khoét lỗ B và thử âm thanh B, ta sẽ thấy cao độ nốt B thay đổi rõ rệt. Nếu ta khoét lỗ B sấp sỉ bằng thiết diện A sáo, âm thanh B se phát ra cách đúng thanh cơ bản A một cung. Trái lại nếu B < A, âm thanh B'''' sẽ non hơn B. Và lỗ B càng nhỏ bao nhiêu (đối với A) thì những âm thanh B'''', B'''''''' phát ra càng non đối với B bấy nhiêu.
