A zenében hány Hz-ig terjedő hanghullámokat használunk? Az emberi hang hány Hz-nél terjed? Mi határozza meg a hangintenzitást, hangmagasságot? Mi határozza meg a hang színezetét? Mi az a Doppler effektus és mi a jelentősége a mindennapokban?

"A zenében hány Hz-ig terjedő hanghullámokat használunk?"

Egy sztenderd 88 billentyűs zongora legmagasabb hangja normál 440Hz-es kamara A hangos hangolásnál 4190 Hz. Ennél ritkábban megy feljebb hang a zenei gyakorlatban, de lehet magasabb hangokat definiálni és képezni is igény esetén. Egy 15ezer Hz felett már viszont felesleges, a legtöbb ember ugyanis nem hallja az ennél magasabb frekvenciás hangokat. Egy fiatal, jó hallású, egészséges ember is max 20-22 ezer Hz-ig hall.

"Az emberi hang hány Hz-nél terjed?"

Márhogy hány Hz-ig?

Az emberi hang bizonyos embereknél bizonyos mássalhangzóknál akár 10000 Hz-ig is felmehet, de 2000 Hz felé simán. A tiszta énekhang viszont ritkán megy magas C felé, ami kb 1046 Hz. Most kicsit keresgéltem, úgy tűnik az 1760 Hz rekordszerű:

[link]

"Mi határozza meg a hangintenzitást, hangmagasságot?"

A hang a levegő rezgése. Mint ilyen, van neki pár fizikai jellemzője, mint pl amplitúdó (azaz milyen magasak a hullámhegyek, azaz mekkora a hullám maximális kitérése). Az amplitúdó határozza meg a hangerőt (gondolom, ezt akarja takarni az intenzitás): minél nagyobb az amplitúdó, annál nagyobb a hangerő.

Egy másik meghatározó mennyiség a frekvencia. Ez a másodpercenkénti hullámok számát adja meg. 100 Hz az 100 hullám/másodperc. Minél nagyobb a frekvencia, annál magasabb a hang. Az előző kérdésekhez is frekvenciákat írtam.

"Mi határozza meg a hang színezetét?"

Egy rezgés általában nem úgy működik, hogy csak az - előbb tárgyalt - alapfrekvencián rezeg, hanem annak egész- valamint meghatározott törtszámú többszörösein is. Ezek az ún. felharmonikusok, avagy felhangok. Az, hogy melyik felharmonikusok milyen intenzitással, milyen arányban, hogy szólalnak meg, a rezgésbe hozott anyagtól függ. Más lesz a hangszalagjaink esetében, más egy gitár- vagy hegedűhúrnál stb... Ez határozza meg a hangszínt.

"Mi az a Doppler effektus és mi a jelentősége a mindennapokban?"

Ha egy hangforrás közeledik hozzánk, a látszólagos (avagy hangnál a "hallólagos" :) ) frekvenciája megnő, míg ha távolodik tőlünk, akkor lecsökken. Ez hangnál azt jelenti, hogy egy közeledő hangforrás hangját magasabbnak halljuk, mintha az a hangforrás állna hozzánk képest, egy távolodóét pedig magasabbnak.

Nem világos, hogy milyen jelentősége van a mindennapokban. Szerintem konkrétan semmilyen. Talán, erősen talán segíthet meghatározni, hogy gyorsabb hangforrások (pl egy mentőautó, vagy épp a metró, amihez rohanunk le a lépcsőn) közelednek, vagy távolodnak-e tőlünk.

Egy plusz megjegyzés: a Dopplernél azért írtam le annyiszor, hogy "hangnál", mert Doppler-effektus mindenféle hullámnál fellép és minden hullámforrásra igaz. Pl fénynél is: a közeledő fényforrás fényhullámainak frekvenciája megnő, ezt kékeltolódásnak hívjuk, míg a távolodó fényforrásoké csökken, ez az ún vöröseltolódás. (Nem összekeverendő a távoli galaxisok színképének vöröseltolódásával, ami az ún. kozmológiai vöröseltolódás, és aminek más fizikai háttere van, mint a Doppler.)

Illetve a Dopplernél gyakran hullámhosszokkal magyaráznak: a közeledő hullámforrásból induló hullámok hullámhossza csökken, távolodó hullámforrásnál nő. Viszont a hullámhossz és a frekvencia között fordított arányosság van: ha a hullámhossz nő, a frekvencia csökken, ha a hullámhossz csökken, a frekvencia nő.