اختراع و تکامل پیانوپنجشنبه 05, مارس 2020

اختراع و تکامل پیانو نیکلاس Giordano پستی:( گروه فیزیک دانشگاه اوبرن ، آبرن ، AL 36849-5319 ایالات متحده آمریکا) پست الکترونیکی: (njg0003@auburn.edu) پیانوی او300 سال پیش اختراع شد و از آن زمان ساز تغییر کرده است. مقدمه T پیانو ابزاری جذاب و با سابقه ای جالب است. مخترع پیانو (Bartolomeo Cristofori) سازنده با استعداد و خلاق سازهای صفحه کلید بود که پربازده ترین سالهای خود را در اشتغال خانواده Medici در فلورانس گذراند (Pollens، 1995؛ Good، 2002). کریستوفوری در اصل همزمان با ستایشگر مشهور ، آنتونیو استرادیواری زندگی می کرد و هر دو در آنچه در حال حاضر در شمال ایتالیا کار می کرد(گرچه هیچ مدرکی مبنی بر ملاقات آنها وجود ندارد). تعدادی از سازهای کریستوفوری را می توان در موزه های سرتاسر جهان یافت ، از جمله زوزه و سایر سازهای رشته ای ، و همچنین سه پیانوی معروف شناخته شده. این پیانوهای ساخته شده در دهه 1720 ساخته شده اند و می توان آنها را در موزه هنر متروپولیتن شهر نیویورک ، Museo Nationale degli Strumenti Musicali در رم (که پیانو را در شکل 1 قرار دارد)
و موزه Musikinstrumenten در لایپزیگ را مشاهده کرد. سازهای T از این رو ، به طور کلی شباهنگ های ایتالیایی آن دوره را نشان می دهند ، اما با ترکیب چکش ها و آنچه اکنون به عنوان “عمل” پیانو شناخته می شود. عمل او مکانیسم مکانیکی است که هر چکش را به یک اهرم کلیدی پیوند می دهد ، و این مکانیسم است که ویژگی های منحصر به فرد خود را به پیانو می دهد و آن را جدا از پیشینیان خود ، چنگال است. پیانو در شکل 1 دامنه 4 اکتاو (49 نت) دارد ، از دو اکتاو زیر C میانه تا دو اکتاو بالا. تقریباً کاملاً از چوب (به استثنای رشته ها و چند قسمت دیگر) تشکیل شده است ، با هر رشته در تنش حدود 65 N. نگه داشته می شود. سازهای کریستوفوری با پیانو بزرگ مدرن تضاد دارند (شکل 2) ، که تقریباً دو برابر دامنه (88 نت که شامل 7 درجه اکتاو است) ، با رشته هایی در تنش بیش از 600 نیوتن و یک صفحه آهنی عظیم نگه داشته شده برای این که قضیه بتواند نیروی بسیار بیشتری از رشته ها را تحمل کند. کریستوفوری ساز خود را “Argicembalo del piano e forte” خواند که تقریباً از ایتالیایی ترجمه می کند “harp-harpsichord با نرم و بلند” (Pollens، 1995). با گذشت زمان نام کوتاه شده و دوباره مرتب شده است به “pianoforte” ، “fortepi “جلد 12، شماره 1 12 (آکوستیک امروز) بهار 2016  انجمن آکوستیک آمریکا. کلیه حقوق محفوظ است. تفاوت بین پیانوهای اولیه و همتایان امروزی آنها و فایل های صوتی به همراه توضیحات مربوط به سازهای مورد استفاده در اجراهای مختلف را می توانید در http://acousticstoday.org/the-invention-and-evolution-ofthe-piano/ مشاهده کنید.

( شکل کلی پیانوی “شکل 2” نمای برتر یک پیانوی مدل Steinway M متعلق به نویسنده.از Giordano (2010) با مجوز انتشارات دانشگاه آکسفورد. آنو ، “و (در نهایت)” پیانو.) “انگیزه برای این نام این بود که ساز جدید بسته به قصد نوازنده ، می تواند یک نت را به نرمی یا با صدای بلند اجرا کند ، آرزوی این که بتواند صدای بلند را از یک نت تغییر دهد. مورد بعدی انگیزه اصلی برای اختراع پیانو بود .این کنترل با سایر ابزارهای کیبورد اصلی روز (لنگه و ارگان) امکان پذیر نبود و به سرعت توسط آهنگسازانی همچون موتسارت در انتقال از باروک به دوره کلاسیک: این توانایی با اختراع کریستوفوری از عمل پیانو امکان پذیر است. تاریخچه عمل پیانو و اینکه چگونه توسط سایر سازهای غیر کیبورد تحریک شده است ، در بسیاری از مباحث پیانو توضیح داده شده است (به عنوان مثال ، Pollens، 1995 ؛ خوب ، 2002) در این مقاله به بخش دیگری از داستان پیانو توجه می کنم که کمتر مورد توجه قرار گرفته است ، یعنی اینکه چگونه پیانو طی مراحل مختلفی از سازهای سیصد سال پیش تا پیانو مدرن تکامل یافته است. که امروز داریم می بینیم که این تکامل با ترکیبی از عواملی از جمله مطالبات آهنگسازان و نوازندگان ، پیشرفت در مواد موجود و خصوصیات سیستم شنوایی انسان هدایت شده است. ما به عنوان آکوستیک ، ما می دانیم که یک صدا می تواند اطلاعاتی را ارائه دهد که توصیف آنها در کلمات دشوار است. به همین دلیل ، نسخه آنلاین این مقاله شامل فایلهای صوتی است که با کمک آن می توانید به منظور درک نحوه تغییر پیانو با گذشت زمان ، به گوش دادن به آن ، مرور طرح کلی این ساز مفید است. یک طرح شماتیک که اجزای یک نت واحد را نشان می دهد در شکل 3 آورده شده است. پخش کننده روی یک کلید فشار می دهد که یک انتهای یک اهرم است که عملکرد را به حرکت در می آورد. ما کوشیده ایم تا جزئیات را در شکل 3 به نمایش بگذاریم.
این سیستم پیچیده ای از اهرم ها و محورها است که حرکت اهرم کلید را به چکش منتقل می کند (Giordano، 2010). در نوازندگی عادی ، چکش پیانو به سرعت رشته ای با سرعت 1-4 متر در ثانیه حرکت می کند ، مربوط به نت هایی از pianissimo تا fortissimo است. چکش درست قبل از برخورد با رشته آزاد می شود ، وقتی با ان برخورد  می کنید آزادانه حرکت می کنید و سپس از رشته رد می شوید. استفاده از چکش برای تحریک رشته همان چیزی بود که پیانو را از سایر ابزارهای کیبورد آن دوره متمایز می کرد ، برجسته ترین برجستگی. شکل 3. طراحی شماتیک (و ساده) از مؤلفه هایی که یک نت واحد تولید می کنند. طول ارتعاش رشته از مهره تا پل امتداد دارد. مهره اغلب با ساختار متفاوت (نوار چاشنی آگراف یا کاپو) جایگزین می شود. از Giordano (2010) با مجوز انتشارات دانشگاه آکسفورد. طراحی او از چنگال شبیه به شکل نشان داده شده در شکل 3 است ، مگر اینکه عمل و چکش جایگزین مکانیزم چیدن شود. ما در اینجا هیچ جنبه ای از جنس چنگچه را در نظر نمی گیریم ، به جز اینکه توجه داشته باشید که “دامنه” چنگک از چگونگی فشار سریع کلید harpsichord مستقل است (خوب ، 2002). از این رو پخش کننده نمی تواند با فشار دادن به آرامی یا زور ، صدای یک تن را تغییر دهد. این امر با پیانو امکان پذیر بود ، به دلیل روشی که این حرکت چکش را به حرکت در می آورد. از این رو ، اختراع کریستوفوری از این اقدام برای موفقیت پیانو بسیار مهم بود و به همین دلیل بود که بزودی هارشیپورد را به عنوان محبوب ترین ساز کیبورد جابجا کرد. شکل 3 چندین مؤلفه دیگر پیانو را نشان می دهد. رشته عنصر ارتعاشی است که فرکانس هایی را که در لحن نهایی وجود دارد تعیین می کند. بیشتر یادداشت ها شامل بیش از یک رشته هستند ، همانطور که به زودی توضیح خواهیم داد. در یک پیانو مدرن ، رشته ها در میانه و بالا از فلز تشکیل شده است که قطر آن در حدود 1 میلی متر است. رشته های موجود در محدوده باس از طراحی پیچیده تری برخوردار هستند که در زیر توضیح خواهیم داد. رشته ها که از یک پین (به نام hitchpin) در پشت پیانو اجرا می شوند ، از روی یک پل چسبیده به صفحه صوتی و بالای یک “مهره” یا ساختار دیگر عبور می کنند ، با انتهای رشته ها در اطراف یک سنجاق در قسمت جلویی پیانو (شکل 3). نیروی رشته از طریق پل به صفحه صوتی منتقل می شود ، صفحه صوتی را در حال حرکت و تولید صدای ساز می کند. پین تنظیم اجازه می دهد تا تنش در رشته تنظیم شود تا به فرکانس اساسی مورد نظر برای رشته برسد. در بخش های بعدی توضیح می دهم که چگونه تعدادی از مؤلفه های شکل 3 در پیانوهای کریستوفوری ساخته شده اند و چگونه آنها با تغییر ابزار در پیانو مدرن تغییر یافته اند. چند نت باید یک پیانو داشته باشد؟ پیانوی کریستوفوری در شکل 1 دارای دامنه 4 اکتاوایی است که فرکانسهای اساسی نتها از حدود 65 هرتز تا 1048 هرتز متغیر است (با فرض اینکه سطح استاندارد اکنون 440 هرتز برای A بالاتر از C می باشد). با این وجود طولی نکشید که این محدوده گسترش پیدا کرد. بخش اعظم موسیقی صفحه کلید باروک آهنگسازانی چون باخ و اسکارلاتی می توانند در 4 اکتاو جای بگیرند ، اما بعداً آهنگسازان بیشتر می خواستند. این دامنه تا اواخر دهه 1700 به 5 اکتاو گسترش یافته است (موتسارت) ، سپس در اوایل 1800 (6 بطن) به 6 اکتاو ، تا حدود 740 اکتاو تا حدود 1840 ، و محدوده 7 درجه اکتاو امروز ما حدود 1860 رسیده است. در کمتر از یک قرن تقریباً دو برابر شده است ، اما از آن زمان تاکنون 150 سال دیگر تغییر نکرده است. از نظر فناوری ، هیچ محدودیتی اساسی برای این محدوده وجود ندارد. ما همچنین می دانیم که شنوایی انسان در محدوده وسیع تری گسترش می یابد ، و این سؤال را به وجود می آورد: “چرا یادداشت های بیشتری نداریم؟” کمترین نت روی پیانو مدرن دارای فرکانس اساسی 27.5 هرتز و برای بالاترین نت 4186 هرتز است. (این فرکانسهای ایده آل این نت ها هستند. برای پیانوهای واقعی این فرکانس ها کمی از این مقادیر ایده آل منحرف می شوند ؛ Giordano، 2010.) شنوایی انسان مطمئناً قادر است صداها را به خوبی فراتر از این فرکانس ها ، پایین تر و بالاتر تشخیص دهد. با این حال ، نحوه درک چنین لحن ها بسیار جالب است. صداهای با فرکانسهای بسیار کمتر از 25 هرتز به عنوان یک کلیک سریع و نه به عنوان یک موسیقی معمولی درک می شوند (Plack and Oxenham، 2005). چنین صداهای کلیک احتمالاً از نظر موسیقی کاربرد چندانی ندارند ، بنابراین در گسترش دامنه پیانو به قسمتهای پایین هیچ ارزشی وجود ندارد. درک شنوایی انسان در فرکانسهای بالاتر از 5000 Hz به شکلی متفاوت محدود شده است. رابطه بین دو یا چند تن اغلب در موسیقی مورد استفاده قرار می گیرد ، و فواصل موسیقی و آکورد های دلپذیری ایجاد می کند یا یک اثر خاص موسیقی را ارائه می دهد. به نظر می رسد که انسانها قادر به درک چنین روابط تنشی در فرکانس های بالاتر از 5000 Hz نیستند (Plack and Oxenham، 2005). این بدان معناست که ، در حالی که تنهایی با فرکانس های اساسی مثلاً ، 4000 هرتز و 8000 هرتز قابل شنیدن است ، و می توانیم بگوییم که اوج یک لحظه از قلم دیگر بلندتر است ، اکثر مردم قادر به قضاوت در مورد این نیستند که یک اکتاو از هم جدا هستند از آنجا که از تن های بالاتر از 5000 Hz برای شکل گیری فواصل موسیقی نمی توان استفاده کرد ، برای آهنگساز کاربرد چندانی ندارند. به این ترتیب ، درک انسان حد اعلان نت های پیانو را تعیین کرده است. شکل پیانو و طراحی رشته ها هر سه پیانوی موجود کریستوفوری بارها و بارها ترمیم شده اند ، اگرچه درباره وضعیت اصلی آنها چندان قطعی نیست. اعتقاد بر این است که آنها در ابتدا با سیم برنجی در باس و سیم آهنی در میانی و لرزان تخته می شدند و قطر رشته با رفتن از صندوقچه به باس تا حدودی افزایش می یابد. اگر برای سادگی فرض کنیم که تمام رشته های پیانو در شکل 1 دقیقاً دارای قطر ، چگالی و کشش یکسان هستند (که فقط یک فرض بسیار خشن برای قطرهای رشته خواهد بود) ، سپس طول قسمت ارتعاشی رشته باید دقیقاً یک عامل دو افزایش یابد زیرا یکی از اکتاو ها به سمت باس حرکت می کند. برای پیانوی 4 اکتاو در شکل 1 این بدان معنی است که طول رشته پایین ترین رشته باس 16 برابر بیشتر از بالاترین رشته سه گانه است. از آنجایی که رشته ها باید داخل آن قرار بگیرند ، این تغییر طول ، شکل پیانو را تعیین می کند و با فرضیات کمی ایده آل ما ، به شکل آشنا “بال” یک پیانو بزرگ می رسیم. در واقع ، پیانوهای کریستوفوری این شکل را دارند و دارای طول رشته ای هستند که با ضریب 2 در هر اکتاو متفاوت هستند و در یک مورد که حدوداً 2 متر از جلو تا پشت در انتهای باس (سمت چپ) متفاوت است. مقیاس بندی ساده او در طول رشته برای یک ساز 4 اکتاو خوب است اما برای یک پیانو بزرگ مدرن به مشکل می خورد. با کمترین نت یک پیانوی مدرن بیش از یک اکتاو زیر پایینترین نت روی پیانو کریستوفوری ، مقیاس دادن طول رشته ها با ضریب 2 در هر اکتاو باعث ایجاد پیانو بیش از 5 متر می شود. این آشکارا خیلی بزرگ است. طراحی مجدد درگیر دو تغییرات، یکی از ساده و یکی نه چندان ساده است. برای اولین بار تغییر بوده برای افزایش رشته قطر به عنوان یکی حرکت می کند از سه برابر کردن به باس. برای مدرن پیانو در شکل 2، رشته قطر در محدوده مورد 0.8 میلی متر در افراطی سه برابر کردن به 1.0 میلی متر برای رشته اکتاو زیر وسط سی. اگر تنش برگزار شده است ثابت، این اجازه می دهد تا رشته به کوتاه تر شود های نزدیک به 50٪، که کمک می کند تا ولی نمی کند، مشکل برطرف شد به طور کامل. ممکن است فکر می کنم که به سادگی افزایش قطر و حتی بیشتر می تواند ممکن است، اما چنین ضخیم رشته ها منجر به مختلف مشکل. T او ارتعاشی فرکانس از ایده آل انعطاف پذیر رشته فرم کاملا هماهنگ رابطه، و این رابطه منجر به موسیقی تن با اجزای که هارمونیک. واقعی پیانو رشته باید مقدار کمی سفتی که اضافه می کند بازگرداندن نیروی برای رشته با توجه به خم سفتی باعث ارتعاشی فرکانس به انحراف از ایده آل هارمونیک سری. به همین دلیل ارتعاشی حالت سفت رشته نامیده می شوند “partials” به جای هماهنگهای. به نظر می رسد که افزایش قطر فولاد رشته برای ارزش های بیشتر از 1.2 میلی متر را انحراف از harmonicity بنابراین بزرگی به نتیجه در unpleasing تن. T او نتیجه این است که پیانو طراحان نیاز به یک راه های مختلف برای افزایش موثر رشته قطر بدون باعث افزایش قابل توجهی در سفتی. T او راه حلی برای افزایش موثر رشته قطر است به استفاده از چه نامیده می شوند زخم رشته (شکل 4) است که در آن سیم مسی است زخم در اطراف مرکزی فولاد هسته. قطر هسته ای است که معمولا در مورد 1 میلی متر، در حالی که قطر سیم پیچ به طور معمول در محدوده 0.5 میلی متر به بیش از 1 میلی متر به عنوان یکی حرکت می کند دورتر به باس منطقه (و برخی از پیانو اند باس رشته با دو مجموعه از سیم پیچ). مس سیم پیچ های اضافه کردن توده به رشته بدون ملاحظه است افزایش سفتی، بسیار کوتاه تر رشته ها را می توان مورد استفاده در باس از دوست در غیر این صورت شود ممکن است. به این ترتیب طول مدرن پیانوی بزرگ است معمولا مشاورین حدود 2 M (شکل 2) و به ندرت بیش از 3 M از کنسرت پیانوی بزرگ. این نیز بدان معنی است که مورد انحراف از جناح شکل و “گرد” در باس پایان (نیز قابل مشاهده در شکل 2). رشته ساز اساسا همه مدرن پیانو در حال حاضر 88 یادداشت. در حالی که این شماره استاندارد شده، پیانو طراحان هنوز برخی f lexibility در چگونه بسیاری از رشته ها استفاده می کنند برای هر یک از توجه داشته باشید. cristofori خبر پیانو همه به کار دو رشته ها در هر توجه داشته باشید. این انتخاب احتمالا کپی شده از ایتالیایی به سبک harpsichords خود شکل 4. گسترش یافته نمایش از پایین تر گوشه سمت چپ شکل 2 نشان به پایان می رسد از اولین چند باس رشته. این رشته ها شامل سیم مسی زخم در اطراف مرکزی فولاد هسته. agraffe نقش مهره در شکل 3. از جوردانو (2010) با کسب اجازه از انتشارات دانشگاه آکسفورد. زمان. به ایتالیایی harpsichords هر توجه داشته باشید به حال یک جفت رشته از اساسا همان طول که کنده در کمی فاصله های مختلف از های خود را به پایان می رسد. این ناشی از رشته ها برای تولید تن با همان تیمش آزمایش کنه، اما با مختلف timbres با توجه به مختلف توازن اساسی جزء و هماهنگهای. اثر حاضر برای پیانو بیش از حد (حتی تنها با یک چکش برای هر یک از توجه داشته باشید) اما به اندازه میزان کمتر از برای harpsichord. T او به واقعیت است که از چندین رشته ها هستند تک توجه داشته باشید افزایش می دهد به دیگر خواص جالب از پیانو. برای توجه داشته باشید که شامل دو رشته ها وجود دارد قوی تعامل بین رشته از آنجا که آنها تنظیم شده اند اساسا همان فرکانس (به عنوان مثال، می توان آنها را فکر به عنوان منحط اسیلاتورهای). راه است که در آن دو پیانو رشته تعامل است جالب مشکل که روشن توسط weinreich (1977). او نشان داد که چگونه جفت دو رشته ها از طریق اتصال خود را به پل علل خود ارتعاشی فرکانس به تقسیم، در همان شیوه که تعامل دو اسمی یکسانی هارمونیک اسیلاتورهای نتایج در حالت های با کمی فرکانس های مختلف. دولت از دریا: تقسیم حالت فرکانس می دهد خاص انباشتهگی به تن به طور کلی، در همان شیوه که صدای دو ویولون به طور همزمان بازی همان توجه داشته باشید تا به بسیار جذاب انباشتهگی. دلیل دیگری برای با استفاده از چندین رشته برای هر یک از توجه داشته باشید این است که به دست آوردن بیشتر حجم صدا، مهم توجه به عنوان سالن های کنسرت را افزایش داده اند در اندازه از سال موتسارت زمان. برای این دلایل، پیانو طراحان دنبال cristofori برتری و استخدام متعدد رشته ها در هر توجه داشته باشید برای تقریبا تمام یادداشت. برای پیانو در شکل 2، پایین ترین 10 باس رایحه تمام تولید شده توسط تک زخم رشته. بعدی 15 یادداشت های کار دو زخم رشته ها در هر توجه داشته باشید، و همه از بالاتر یادداشت‌.در حال تولید شده توسط سه رشته. این به طور کلی الگوی دنبال در همه مدرن پیانو، اگر چه دقیق تعدادی از یادداشت که استخدام یکی، دو یا سه رشته می توانید است متفاوت باشد از مدل به مدل. برخی از پیانو حتی چهار رشته ها توجه داشته باشید در سه برابر کردن، از ویژگی های است که استفاده شده است گهگاه اما معمول نیست. در cristofori روز، رشته ها مورد استفاده در harpsichords و پیانو تشکیل شده بودند از هر دو برنجی یا آهن. خود سیم برنج بود اساسا همان مدرن سیم برنج، اما تکنولوژی از سیم آهن گیری به حال بسیار تغییرات قابل توجهی در طول هجدهم و نوزدهم قرن. استفاده از آهن (به عنوان در مقایسه با برنج) این است که سیم آهن است بیشتر استحکام کششی. برای پیانو، آن است که مطلوب برای رشته به تابع در عنوان بزرگ تنش که ممکن است (برای داده رشته قطر)، به عنوان یک رشته در بالاتر تنش خواهد شد که کمتر inharmonicity و می تواند ضربه سخت تر توسط چکش برای تولید بلندتر تن. افزایش استحکام کششی سیم آهن بود از استفاده های بزرگ در بسیاری از برنامه های کاربردی (فراتر آلات موسیقی)، و متالوژیست در طول 1700s و اوایل 1800s کشف به سیم آهن با کنترل مقدار ناخالصی (به طور عمده کربن) را به هر زمان دیگری قوی تر سیم. این سیم اتخاذ شد به سرعت توسط پیانو سازندگان زمانی که آن را تبدیل شد در دسترس است، و یکی را پیدا می کند که رشته تنش مورد استفاده در پیانو افزایش قابل ملاحظه ای از 150 n در 1770 (پیانو موتزارت بازی های برگزار شده) 200 n در اوایل 1800s (بتهوون)، 400 n در 1840، و پس از آن 600 n در اولین steinway پیانو ساخته شده در اواخر 1850s. این شدن پیانو به کار گرفته فولاد رشته که پس از آن فقط تبدیل شدن به در دسترس است. فولاد به حال اختراع شده بسیار پیش از این، اما ظهور جدید ساخت مواد و روش ها ساخته شده سیم فولاد جذاب برای برنامه های پیانو گذاران. در حالی که استحکام کششی سیم فولاد بهبود یافته است برخی از سال 1860s، بهبود شده است متوسط و رشته تنش و دیگر پارامترهای طراحی مورد استفاده در پیانو از آن دوران مشابه در ابزار های ساخته شده امروز. T او به بهبود در رشته مواد منجر به ابزار که می تواند بیشتری را تولید صدا اما به دیگری منجر شد مشکل. نخستین پیانو به حال موارد ساخته شده صرفا از چوب، که به اندازه کافی قوی به مقاومت در برابر تنش نیروهای برای ابزار با شاید 6 اکتاو و رشته های برگزار تنش 200 ن. به عنوان تعداد یادداشت ها و رشته ها افزایش یافته و به عنوان رشته تنش نیز افزایش یافته است، چوب نفر دیگر به رضایت بخش. آغاز حدود 1820، پیانو سازندگان را آغاز کرد ترکیب فلزی میله های تقویت مورد، و پس از صفحات فلزی برای تقویت بخش ابزار دقیق، دستگاه، معمولا در پشت طرف مورد (به دور از صفحه کلید). در نهایت، کامل صفحه فلزی اختراع شد، که تمدید از حوزه های کنترل برای پین در مقابل بخش تمام راه را به عقب و طرف. این صفحه در حال حاضر ساخته شده از آهن است که بسیار عالی قدرت وقتی قرار داده شده تحت تنش (بنابراین وجود ندارد مزیت به دست آمده با استفاده از فولاد). جالب توجه است، کامل صفحه فلزی نخستین مهم سهم پیانو طراحی از آمریکایی ساز، alphaeus babcock، که این را ایجاد اختراع در اطراف 1825. پیانو سازندگان در ابتدا اعتراض به صفحه فلزی از ترس که این امر می دهد “فلزی” شخصیت به تن. این واقعیت است که رشته ها بودند فلزی آشکارا مهم نبود با توجه به خود را “منطق.” T hese اعتراض متوقف برای خوب با موفقیت پیانو ساخته شده توسط steinway خانواده و چند دیگر سازندگان. T اینجا یکی دیگر تغییر مهم در طرح کلی از رشته ها که معرفی شد حدود 1850 شده توسط steinway خانواده گذاران. قبل از آن زمان، رشته ها بودند تراز وسط قرار دارد مستقیما از جلو به تماس در ابزار دقیق، دستگاه، است که، به موازات بلند مستقیم جناح چپ و مورد این الگو استفاده شد در harpsichords و ادامه داد با بزرگ پیانو را تا زمانی steinway شرکت معرفی این ایده شناخته شده به عنوان overstringing. برای پیانو در شکل 2، رشته برای یادداشت از اکتاو زیر وسط C به افراطی صدای زیر اجرا نیست strung مستقیما از جلو به عقب است، اما برای شیب به سمت عقب جناح چپ و مورد (چپ قسمت فوقانی در شکل 2). این اجازه می دهد تا آن دسته از رشته ها باشد کمی طولانی تر از اگر آنها شده بود strung مستقیما از جلو به عقب است. به نظر می رسد که همه چیز دیگری برابر، دیگر رشته ها نمایشگاه کمتر inharmonicity از کوتاه تر رشته ها، می دهد که بهبود یافته است تن، همانطور که قبلا. رشته برای پایین تر یادداشت ها پس از آن برای شیب در مقابل هر حال، به سمت راست بالا در شکل 2. T hese هستند باس رشته ها، و آنها دروغ در هواپیما در بالا سه برابر کردن رشته. برای نگه داشتن این دو رشته لایه های جداگانه، وجود دارد دو پل ها، یک برای سه برابر کردن رشته. برای نگه داشتن این دو رشته لایه های جداگانه، وجود دارد دو پل ها، یک برای سه برابر کردن رشته و یکی دیگر از بلندتر یکی برای باس رشته. این طرح بندی اجازه می دهد تا باس رشته به طولانی تر از دوست در غیر این صورت ممکن برای مورد توجه اندازه، که دوباره بهبود می بخشد با کیفیت از این یادداشت. این طرح از دو رشته هواپیماها، یکی برای باس و دیگر برای سه برابر کردن، با جداگانه پل ها، در حال حاضر به استاندارد برای هر دو بزرگ و راست قامت پیانو. طراحی مجدد چکش T او پیانو متفاوت از صفحه کلید جد harpsichord، در استفاده از آن چکش به اعتصاب رشته به جای پلوککینگ آنها. چکش در cristofori خبر پیانو دوست بنابراین به نظر می رسد به طور کامل اختراع جدید. در برخی از راه های آنها به طور کامل جدید است، اما در راه های دیگر نیستند. افسانه را دارد که ایده معرفی چکش در صفحه کلید ابزار با الهام از برجسته سنتور بازیer — dulcimer با ضربه زدن به رشته ها با چکش بازی می شود. با این حال ، چکشهای dulcimer که به کریستوفوری آشنا بودند ، احتمالاً فقط چاله های چوبی بودند و چکش های پیانوهای شناخته شده کریستوفوری کاملاً متفاوت بودند. البته ممکن است که کریستوفوری ممکن است سعی کرده است از چکش های چوبی استفاده کرده و آنها را رضایت بخش نبیند ، اما وضعیت چکش های اصلی کریستوفوری کاملاً مشخص نیست. در هر صورت ، حداقل برخی از چکشهای طراحی شده توسط کریستوفوری با مواردی که بعداً آمدند بسیار متفاوت بودند. در یكی از پیانوهای خود استوانه نازكی از پوست كفش را بر روی شافت چوبی سوار كرد و لایه ای از نمد را در طرف آن به طرف رشته ها دید (Pollens، 1995؛ Giordano، 2010). این چکش ها نسبت به سایر موارد نشان داده شده در شکل 5 کاملاً شکننده به نظر می رسند. در سال 1750 تا اواسط دهه 1800 ، چکش پیانو شامل یک یا چند لایه چرمی بود که روی یک هسته چوبی چسبانده شده بودند (شکل 5). در اینجا شواهدی وجود دارد که نشان می دهد کریستوفوری نیز با این طرح آزمایش کرده است. پس از حدود سال 1850 ، طرح چکش به استفاده از لایه‌های نمدی به جای چرم تغییر یافت (شکل 5).
این تغییر احتمالاً به دو دلیل انجام شده است. اول ، افزایش تنش رشته به این معنی بود که چکش های بادوام بیشتری مورد نیاز بودند و احتمالاً حد مجاز چرم هم رسیده بود. دوم ، فن آوری برای تولید احساس با تراکم بسیار سازگار و قابل تکرار فقط در اوایل تا اواسط 1818 توسعه یافته است. در حالی که احساس خیلی زودتر در دسترس بود ، این پیشرفت در روش های ساخت باعث شده تا برای چکش های پیانو قابل استفاده باشد. پیانوهای مدرن همچنان از چکشهای پوشیده شده استفاده می کنند که بسیار شبیه به استفاده از پیانوهای بعد از حدود 1860 است. اکشن طراحی T بخشی از پیانو که احتمالاً بیشترین تغییر را دیده است ، عمل است. اکشن طراحی شده توسط کریستوفوری بسیار ساده بود و برخی از جنبه های آن را می توان در عمل مدرن مشاهده کرد. با این وجود ، او احتمالاً از اینكه تعجب كند كه عمل مدرن ده ها قسمت مختلف برای هر نت دارد شگفت زده می شود. ما در اینجا سعی در توصیف یا توضیح عملکرد مدرن نخواهیم داشت بلکه خواننده علاقمند را برای اطلاعات به مراجع مراجعه می کند. یک انیمیشن زیبا از عملکردهای پیانوی مدرن را می توان در YouTube در www.youtube.com/watch؟v=vFXBIFyG4tU یافت ، و نقشه های اکشن برای پیانوها از دوره های مختلف توسط Clinkscale (1999) ارائه شده است. در اینجا من فقط به برخی از ویژگی های کلی تکامل عمل اشاره می کنم. در حدود سال 1760 ، دو مدرسه اصلی ساخت پیانو ایجاد شده بود ، یکی مستقر در لندن و دیگری در وین. سازهای توسعه یافته در این دو منطقه به روشهای کاملاً مشابه برای رشته ها و غیره ، همانطور که در بخش های قبلی توضیح داده شد ، تکامل یافتند. با این حال ، این دو مدرسه دو طرح اکشن بسیار متفاوتی ایجاد کردند که به اقدامات انگلیسی و وین معروف شدند. عمل انگلیسی سرانجام به طرحی تبدیل شد که اکنون تقریباً در تمام پیانوهای بزرگ مدرن یافت می شود (و این اسم را حفظ کرد ، حتی اگر شکل نهایی آن به دلیل یک فرانسوی باشد). در اکشن انگلیسی ، چکش ها بر روی ریل نصب شده اند که در بالا است و به اهرم کلید و بقیه عمل وصل نشده اند. اهرم کلید فقط روی یک سری اهرم های میانی دیگر فشار می آورد تا چکش را به حرکت درآورد. عمل وین با هر چکش در یک محور که بر روی اهرم کلید مربوطه سوار شده بود ، کاملاً متفاوت بود. هر دو نوع اکشن طرفداران خود را داشتند و مورد حمایت سازندگان مختلف قرار گرفتند ، اما سرانجام این اقدام وین در حدود سال 1900 به مرحله اجرا درآمد. Pianos for the Home: Design the Piano Upright. بحث ما تاکنون کاملاً روی پیانوی بزرگ متمرکز شده است. سازندگان اولیه پیانو پس از کریستوفوری نیز ساز متوسطی را در نظر گرفتند که برای متوسط ​​خانه ساخته شده بود. نمونه ای از اولین ساز “خانه” در شکل 6 نشان داده شده است. اگرچه مورد واقعاً مستطیل بود ، اینها “پیانوهای بزرگ مربع” نامیده می شدند. این شکل برای کیس و چیدمان با رشته هایی که تقریباً به موازات صفحه کلید در حال کار هستند شبیه به چندین نوع رشته رشته شده درطراحی پیانو به کجا خواهد رفت؟ موضوع اصلی این مقاله تکامل پیانو از سازهای ابداع شده توسط کریستوفوری تا پیانو مدرن امروز است. تقریباً در همه ابعاد ساز از جمله رشته ها ، چیدمان رشته ، چکش و کیس تغییرات اساسی ایجاد شده است و اینها صدای پیانو را به روش های ظریف تغییر داده اند. این تغییرات را می توان در پرونده های صوتی همراه با این مقاله شنید (http: // acoustics today.org/the-invention-and-evolution-of-the-piano/) که حاوی بخش های کوتاهی از قطعات آشنا توسط اسکارلاتی و موتسارت است که در هر دو ساز اولیه و مدرن اجرا می شوند. در حالی که قطعاً تنهای تولید شده توسط پیانوهای مدرن و مدرن قابل تفکیک هستند ، برای اکثر شنوندگان مشهود است که آنها از سازهای “همان” آمده اند. از این رو ، “جوهر” پیانو در طول سه قرن از زمان اختراع آن حفظ شده است. جالب اینجاست که سرعت تغییر تکاملی پیانو در اواخر دهه 1800 کند شد و یک پیانوی “مدرن” برای یوهانس برامز یا تئودور اشتاینوی (پدرسالار خانواده مشهور اشتاینوی) بسیار آشنا بود. در حالی که از آن زمان تغییرات کوچکی در طراحی وجود داشته است ، تقریباً 150 سال پیش پیانو به شکل فعلی خود رسید. چرا این تکامل متوقف شد؟ ما قبلاً دیده ایم که گسترش تعداد یادداشت ها به دلیل محدودیت در سیستم شنوایی انسان متوقف شده است. عوامل دیگر نیز کمک کرده اند ، برای مثال ، مواد مورد استفاده در رشته ها به سرعت در بین سالهای 1750 و 1850 تکامل یافته و در هنگام شکل گیری اشکال قوی تر و قوی تر از سیم آهنی ، که در دسترس بودن سیم فولادی با استحکام کششی نه چندان دور از سیم فولادی امروز است. با این حال ، چنین ملاحظات فن آوری کاملاً توضیح نمی دهد که چرا پیانو در قرن گذشته اینقدر تغییر کرده است. به عنوان مثال ، پیشرفت در علم مواد این امکان را به ما داده است که رشته های صوتی و رشته های فیبر کربن که حداقل در تئوری ممکن است به یک ابزار پیشرفته منتهی شوند (Giordano، 2011). هنوز چنین امکاناتی مورد بررسی جدی قرار نگرفته است ، شاید به دلیل مقاومت عمومی در برابر تغییر در بین آهنگسازان ، سازندگان و نوازندگان. از نظر متقاعد کردن نوازندگان برای ایجاد تغییرات چشمگیر در سازهای موفقیت آمیز بسیار دشوار است. و این احتمالاً چیز بدی نیست. قدردانی من از آرتور پوپر تشکر می کنم بخاطر تشویق وی برای تهیه این مقاله و برای بسیاری از پیشنهادات بسیار مفید در مورد نسخه خطیسازه ها ، و پیانو حاصل از آن فضای بسیار کمتری نسبت به یک پیانوی بزرگ اشغال می کند. پیانوهای بزرگ مربع تحولاتی شبیه به پیانوهای بزرگ داشتند و تا سال 1850 آنها از 5 اکتاو (مانند شکل 6)
به 7 اکتاو یا بیشتر گسترش یافته بودند. بعدها سازهای تقریباً به اندازه یك پیانو بزرگ ، تقریباً به اندازه یك پیانوی بزرگ بودند كه راه حل خوبی برای ساز خانگی نبود. این یک طراحی متفاوت را ایجاد می کند که در آن کمان ویولن و تار در یک صفحه عمودی قرار گرفته است – پیانو قائم. این یک استفاده بسیار کارآمد تر از فضا است ، اما پیانو رو به بالا به دلیل وجود مشکلات در طراحی یک عمل کارآمد ، کند شد. اقدامات در پیانوهای بزرگ بزرگ و مربع سنتی ، چکش را به سمت بالا می برد تا برخورد آن با رشته ها و گرانش ، چکش را پس از برخورد به حالت استراحت خود بازگرداند. برای پیانو به صورت عمودی ، رشته ها به صورت عمودی تراز شده اند و چکش ها به صورت افقی قبل و بعد از برخورد حرکت می کنند. بنابراین ، نیروی جاذبه نمی تواند پس از برخورد چکش را از بین ببرد ، و یک طراحی اکشن کاملاً جدید لازم است. طرحی رضایت بخش برای چنین عملی (که در آن از چشمه ها و تسمه های با دقت قرار گرفته شده برای تنظیم مجدد عمل پس از ضربه زدن به رشته ها استفاده می شود) تا حدود سال 1820 توسعه نیافته است و این اساس را برای عمل در پیانوهای مدرن قائم شکل می دهد. برای یک انیمیشن از عملکرد پیانو به طور مرتب ، لطفاً به https://www.youtube.com/watch؟v=2kikWX2yOto بروید. پس از آن زمان ، پیانوی قائم بعد از حدود سال 1860 محبوب شد و جابجا شد و پیانوهای بزرگ مربعی کاملاً جابجا شد. برای کسانی که به آن تاریخ کمی علاقه دارند ، پیانوهای بزرگ مربعی را هنوز هم می توانید در ebay (!) پیدا کنید ، اما آنها برای موسیقی توصیه نمی شوند استفاده کنید
منابع بیوسکتچ نیکلاس جوردانو در سال 2013 به دانشگاه آبرن پیوست و در آنجا استاد دانشگاه گروه فیزیک و دین دانشکده علوم و ریاضیات است. قبل از رفتن به آبرن ، او عضو هیئت علمی دانشگاه پوردو بود و در سالهای 2007 تا 2013 به عنوان رئیس گروه فیزیک خدمت کرد. وی یکی از اعضای بنیاد آلفرد پی اسلون (1979-1919) بود ، در سال 1997 یک جایزه آموزش علوم محاسباتی را از وزارت انرژی ایالات متحده دریافت کرد و در سال 2004 توسط بنیاد کارنگی برای پیشرفت تدریس در سال 2004 به عنوان استاد سال ایندیانا معرفی شد. Clinkscale ، MN (1999). سازندگان پیانو ، جلد 2. انتشارات دانشگاه آکسفورد ، نیویورک. Giordano، N. J. (2010). فیزیک پیانو. انتشارات دانشگاه آکسفورد ، نیویورک. Giordano، N. J. (2011). تکامل سیم موسیقی و تأثیر آن در توسعه پیانو. مجموعه مقالات در مورد آکوستیک 12 ، 035002. خوب ، E. م. (2002). زرافه ها ، اژدها سیاه و سایر پیانوس ها ، چاپ 2. انتشارات دانشگاه استنفورد ، استانفورد ، کالیفرنیا Plack، C. J.، and Oxenham، A. J. (2005). روانشناسی فیزیک. در Plack ، C. J. ، Oxenham ، A. J. ، Fay، R. R.، and Popper، A. N. (eds)، Pitch: Coding عصبی و ادراک. Springer-Verlag ، نیویورک ، صص 7-55. Pollens، S. (1995). پیانوفورت اولیه. انتشارات دانشگاه کمبریج ، نیویورک. واینریش ، G. (1977). رشته های پیانو همراه. مجله انجمن آکوستیک آمریکا 62 ، 1474-1484

2 پاسخ به “اختراع و تکامل پیانو”

  1. مهرداد رضایی گفت:

    بسیار زیبا

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


7 − سه =

برای امنیت، استفاده از سرویس reCAPTCHA گوگل مورد نیاز است Privacy PolicyوTerms of Use.

من با این شرایط موافق هستم.