Australische eingeborene Musikinstrumente - Das Didgeridoo, The Bullroarer And The Gumleaf
Neville H. Fletcher
Research School of Physical Sciences
Australian National University, Canberra 0200
und auch
School of Physics, University of New South Wales
Sydney 2052
Die australischen Aborigines entwickelte drei Musikinstrumente - die didjeridu, die bullroarer, und das Gummi-Blatt. Am bekanntesten ist das Didgeridoo, ein einfaches Holzrohr geblasen mit den Lippen wie eine Trompete, die von steuerbaren Resonanzen des Spielers Vokaltrakts seine klangliche Flexibilität gewinnt. Der Schwirrholz ist eine einfache Holzlatte in einem Kreis auf dem Ende einer Schnur aufgewirbelt, so daß sie sich um ihre Achse dreht, und erzeugt einen pulsierenden Nieder lagerten Dröhnen. Das Gummi-Blatt, wie der Name schon sagt, ist ein Baumblatt, gehalten gegen die Lippen und geblasen, um als Vibrationsventil mit „geblasen-open“ Konfiguration zu handeln. Ursprünglich gedacht Vogelrufe zu imitieren, das Gummi-Blatt kann auch spielen Melodien verwendet werden.
2. DIE didjeridu
Die didjeridu entstand in Arnhem Land an der nördlichen Küste von Zentral-Australien, und hat eine gewisse Ähnlichkeit mit Bambus Trompeten und sogar Bronze Hörnern in anderen Kulturen entwickelt, obwohl es vorgeDaten die meisten von ihnen durch viele Jahrtausende. Das charakteristische Merkmal ist, dass die didjeridu, die ein etwas Abfackeln Holzrohr etwa 1,5 Meter lang ist, wird einfach durch natürliche Termiten ( „weiße Ameisen“) aus dem Kofferraum eines der kleinen Bäumen der Region ausgehöhlt. Nach dem Schneiden nach unten wird das Instrument mit einem Stock, außen verfeinert durch Abkratzen und dann mit traditionellen Designs gemalt, und das Blasende durch Zugabe einer Felge aus Bienenwachs geglätteten gereinigt.
Abbildung 1. Spectra of didjeridu Ton. (A) eine uninflected Drohne, und (b) eine Drohne mit zwei prominenten Formant Bands. (Von [4])
Die vorherrschenden Rauschen des didjeridu ist eine Low-pitched Drohne mit Frequenz um 70 Hz, aber abhängig wesentlich von der Länge des Instruments und der Spreizung seiner Bohrung. Der zweite Modus des Rohres, mit der Frequenz etwas weniger als die 1,5-fache des Grundes (wegen des Röhrchens flare) wird sparsam als Akzent auf den Klang, und die Hauptvariante kommt aus der Herstellung von ausgeprägten Formanten Bänder verwendet, die Frequenzen von denen der Spieler über einen Bereich von etwa 1 kHz bis 3 kHz eingestellt werden kann, wie in Fig. 1. in der traditionellen Verwendung, die didjeridu, mit Tripper-Sticks zur Betonung, begleitet Lieder oder zeigt traditionelle Geschichten über Vorfahren und Tiere [1 ]. Vor kurzem jedoch hat seine Verwendung in die populäre Musik Domain zu verbreiten und hat weltweiten Einfluss [2] hat.
Die Akustik des didjeridu Röhre ist einfach. Aufgrund der unregelmäßigen Form und allgemeinen leichten flare, die oberen Resonanzen (Impedanz maxima) ist nicht gut mit ungeraden Harmonischen des Grundausgerichtet ist, und die Hauptdeterminante der Qualität ist die Glattheit der Wände, auf einer Sub-Millimeter-Skala, und die Fehlen von Kavitäten. Der Durchmesser des Treib Ende, typischerweise etwa 30 mm, muss auch eine bequeme Anpassung an die Lippen des Spielers sein.
Das eigentliche akustische Interesse kommt von den Techniken, durch die ungewöhnlichen Geräusche gemacht werden [3]. Vorrangiges Technik ist eine Einbeziehung Einstellung der Impedanzmaxima des Stimmtrakts, wie aus dem schwingenden Lippenventil beurteilt, da diese Impedanz selbst effektiv in Reihe mit der vergleichbar Impedanz des didjeridu Rohres. Der Spieler erreicht diese Anpassung durch die Zunge Anheben der Atemwege in der Nähe der Lippen zu verengen und weiter um den Abstand zwischen der Rückseite der Zunge und dem harten Gaumen Einstellen [4]. Einige weitere Ergebnisse der Forschung zu diesem Thema sind in einem kürzlich erschienenen Aufsatz von Wolfe et vorgestellt. al. [5]. Der Hauptgrund dafür, dass diese Techniken so wirksam bei der didjeridu sind, verglichen mit anderen Lippengetriebenen Instrumenten ist, dass der Durchmesser der Instrumentenbohrung in der Nähe der Lippen zu dem dem oberen Vokaltrakt recht ähnlich ist, und es gibt kein dazwischenliegendes Mundstück cup zu isolieren, eine von dem anderen.
3. DIE Bullenrassler
Da es keine Stiere wie Tiere in Australien sind, ist dies eine falsche Bezeichnung für das Aboriginal Instrument, aber das tatsächlich verwendete Wort ist „Geheim heilig“ und nicht mit Nicht-Ureinwohnern geteilt. Das Gerät selbst besteht aus einer einfachen Holzlatte, 30 bis 40 cm in der Länge und 5 bis 7 cm breit, der um in einem Kreis auf dem Ende einer Länge der Schnur aufgewirbelt wird. Die Lamelle dreht sich unter der Einwirkung der aerodynamischen Kräfte und erzeugt einen pulsierenden Ton mit einer Frequenz, typischerweise etwa 80 Hz. Dieser Ton ist ein wichtiges Merkmal des Aboriginal Initiationsriten.
Das Gerät selbst ist keineswegs einzigartig in Australien und ähnlichen Klangerzeuger werden von Populationen so vielfältig wie die der alten Ägyptens und der Inuit im Norden Kanadas verwendet. Ein australisches Instrument ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Aerodynamik der Klangerzeugung in der bullroarer bereits an anderer Stelle ausführlich beschrieben worden [6], und nur ein Umriss wird hier gegeben werden. Da die quasi-statische aerodynamischen Kräfte und Momente auf die Lamellen Gleichgewicht heraus über eine einzige Periode der Umdrehung, das aerodynamische Drehmoment seinen Drehantrieb hängt von der Drehgeschwindigkeit selbst. Es gibt ein Dreh induzierenden Drehmoment Begriff, der linear in Lamellendrehgeschwindigkeit ist, und auch ein drag Term proportional zum Quadrat der Drehgeschwindigkeit, Diese führt zu einer Schwellendrehgeschwindigkeit, die überschritten werden muss, um den Prozess zu beginnen, und dann zu einem obere Grenze für die Drehgeschwindigkeit. Die stetige Winkeldrehrate f ein rechteckigen Lamelle mit der Breite W geschwenkt, durch die Luft auf einem String der Länge L mit Drehfrequenz F gezeigt werden kann, etwa sein
wobei f und F in Umdrehungen pro Sekunde. Jede Drehung der Lamelle erzeugt ein oszillierendes Strömungs Dipol- und aus Gründen der Symmetrie, die Dipol-Oszillationsfrequenz und damit die abgestrahlte Schallfrequenz ist 2f. Die abgestrahlte Schallleistung P beträgt ca.
P = 3 (p / c 3) H 2 V 6
wobei H die Länge der Lamelle ist, p die Dichte der Luft, c die Schallgeschwindigkeit in Luft ist, und V = 2πLF ist die Geschwindigkeit der Lamelle durch die Luft. Aus diesen beiden Gleichungen sehen wir, dass breite Lamellen Klang der niedrigeren Frequenz erzeugen, sondern dass die abgestrahlte Leistung ist unabhängig von Lamellenbreite. Tonfrequenz ist jedoch proportional zur Luftgeschwindigkeit und damit Drehrate zu bewaffnen, und die abgestrahlte Leistung ist eine starke Funktion dieses Arms Rate. Bei typischen Bedingungen ist die abgestrahlte Leistung ein paar Milliwatt für eine Arm Rotationsgeschwindigkeit von 120 Umdrehungen pro Minute Das ist etwa so schnell wie normalerweise erreicht werden kann. Schallabstrahlung ist fast omnidirektionale.
Abbildung 2. Ein australischer bullroarer. (Von [6])
Abbildung 3 (a), um die Druckwellenform des Schalls von einer Bullenrassler, zeigt typische Pulsationen. (B) Frequenzanalyse dieses Sounds, geringe harmonische Entwicklung zeigt. (Von [6])
Analyse des Klanges, wie in Fig. 3, zeigt wenig harmonische Entwicklung, die zweite harmonische Spitze ist etwa -30 dB relativ zu der Grundwelle. Die Spitzen sind jedoch etwas verbreitert, weil die variable Drehzahl eines menschlichen Armes.
Die Gumleaf ist ganz primitiver als Musikinstrument, da sie nur aus einem Blatt besteht, dessen Form ist in Fig. 4 (a), von einer der verschiedenen Arten von Eucalyptbäumen in Australien wächst, statt gegen die Lippen mit den Fingern beider Hände. Sie räumt jedoch ein, hat eine lange Tradition und Kultur [7].
Theorie [9] und Experiment [10] überein, daß für ein Ventil mit der Konfiguration (+, -) zu oszillieren, wobei die Summe des Aufwärtsstrom und Abwärtsstrom akustischen Impedanzen muss eine negative imaginäre Komponente aufweist. Da die Downstream-Impedanz im Wesentlichen Null in diesem Fall ist, bedeutet dies, dass der Mund und Vokaltrakt eine nachgiebige (kapazitive) Impedanz an den Lippen präsentieren müssen. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, schwingt das Ventil des angelegte Luftdruck einen bestimmten Schwellenwert überschreitet und die Verluste sind nicht zu groß zur Verfügung gestellt. Die tatsächliche Oszillationsfrequenz ist notwendigerweise höher als die mechanische Resonanzfrequenz des elastisch verspannt Blatt-, und wird weiter durch die Größe der Impedanz, die durch den Mund zu dem Blatt dargestellt bestimmt. Falls der Imaginärteil dieser Impedanz negativ und groß ist, zu einem kleinen eingeschlossenen Luftvolumen in dem Mund entspricht, und einen engen Durchgang zu dem unteren Stimmtrakts, dann wird die Schwingungsfrequenz des Ventils viel höher als seine Eigenfrequenz. In vielerlei Hinsicht, dann ist die Technik zum Verändern des Mundes und Stimmtrakts, wenn die Gumleaf spielen, dass ähnlich wie verwendet in pfeifen.
Abbildung 4 (a) Die Form einer typischen Gumleaf von einem Eucalypt Baum. (B) In normalen Spiel wird das Blatt fest gegen die Unterlippe gehalten und ruhte leicht gegen die Oberlippe, und es ist der obere Rand des Blattes, das vibriert. (C) eine Variante Weise das Blatt hält, die in einem quasi-chaotisch raucous Ton führt.
Da das Gumleaf Ventil öffnet und schließt, so dass der Druck in dem Mund fällt und steigt mit einer Phasenvoreilung von etwa? / 2 relativ zu der Lippenöffnung. Da der Luftstrom durch das Ventil wiederum proportional zu dessen Öffnungsfläche und der Quadratwurzel der Antriebsdruck ist, diese nicht-lineare Beziehung erzeugt Harmonische der Grundfrequenz, und der Ton wird in oberen partials reich und hat eine schneidende Qualität.
Wie in den meisten Kulturen, auch die Aborigines perkussiven Instrumenten in ihren Zeremonien verwendet. Oft waren diese einfach zwei Bumerangs zusammen stießen, aber sie machten auch speziell geformte Stöcke für diesen Zweck. Da das verwendete Holz ist ein feinkörniges Hartholz ist, sind die clapsticks körperlich langlebig und erzeugen einen scharfen und gut Sound definiert.
In ihrer üblichen Form sind diese Stöcke etwa 200 mm in der Länge und 20 mm im Durchmesser und sind an jedem Ende mit einem langen Punkt geformt. Ein Stick wird in jeder Hand gehalten und sie schlug zusammen etwa in der Mitte Punkt jeder. Die spitz zulaufenden Ende sicherzustellen, dass die Transversal-Grundschwingung eine hohe Frequenz aufweist, so dass das Perkussionseffekt steht über dem Dröhnen des didjeridu gut.
Ethnomusikologie ist ein sehr interessantes Feld, und es wird noch interessanter, wenn sie mit einem Studium der Akustik der Musikinstrumente verbündet, die von der Gesellschaft untersucht entwickelt wurde. Die Musikinstrumente der australischen Ureinwohner haben in der Welt Prominenz kommen wegen der Popularität der didjeridu, sowohl als Touristen Element und als Musikinstrument. Es ist erst vor kurzem, dass wir eine Aufwertung der akustischen Feinheit mit Leistung zu diesem und anderen alten Instrumenten verbundenen haben begonnen haben.
Nachdruck mit freundlicher Genehmigung des Autors Neville Fletcher
Weitere interessante Informationen über die Physik und Musikinstrument Akkustik überprüfen www.phys.unsw.edu.au