Kẻng tam giác có thể đem lại âm thanh ngọt ngào?

Kẻng tam giác là một loại nhạc cụ nhỏ được làm từ một thanh kim loại và được uốn thành hình tam giác có một góc mở. Dù nhỏ nhưng âm thanh cúa nó vang khá qua với vô số âm bội và sự cộng hưởng phi hòa âm.

Điều gì là nguyên nhân dẫn đến âm thanh đầy ngạc nhiên này?

“Nhạc cụ kẻng tam giác tạo ra những âm thanh hấp dẫn và đẹp đẽ, làm gợi lên những câu hỏi sâu sắc thăm thẳm về sự kết nối giữa âm nhạc và vật lý”, Risako Tanigawa ở trường đại học Waseda nói. “Cho đến giờ, phép đo âm quang học mới chỉ được áp dụng giới hạn ở một số vật thể. Với nỗ lực quan sát trường âm thanh của một kẻng tam giác, lần đầu tiên, chúng tôi đã nắm bắt được hiện tượng chưa từng được khám phá thông qua các quan sát vi âm”.

Trong một bài báo xuất bản trên tạp chí JASA Express Letters, Tanigawa và cộng sự tại NTT Corporation và ĐH Waseda Nhật Bản đã ‘bắt’ được trường âm tồn tại quanh các kẻng tam giác.

Âm thanh chuyển động xuyên qua không khí là nguyên nhân tạo ra những rung động ảnh hưởng lên mật độ không khí và vận tốc ánh sáng truyền qua không khí. Các phương pháp chụp ảnh photon chuyên biệt được biết đến như hình ảnh quang âm có thể nắm bắt những khác biệt trong cường độ ánh sáng để nghien cứu những đặc điểm chi tiết về các mẫu hình rung động âm thanh.

Có thể lấy ví dụ về các mẫu hình này, một sóng dừng được tạo ra khi hai sóng âm thanh đã được nhận diện xếp chồng lên nhau, dịch chuyển theo hướng ngược nhau thông qua vật liệu kim loại của kẻng tam giác để tạo ra âm thanh. Các tần số tự nhiên xuất hiện khi một nhạc cụ nào đó có thể duy trì được sóng dừng mà không cần ngoại lực. Sự cộng hưởng xuất hiện khi ngoại lực ăn khớp với tần số tự nhiên này, tạo ra sự khuếch đại sóng âm để qua đó dẫn đến một âm thanh lớn hơn.

“Vẫn còn có rất nhiều không gian cho thảo luận. Việc quan sát về các sóng dừng trong một không gian bán mở vẫn là điểm thu hút bởi nhìn chung, người ta đều biết rằng cộng hưởng thường xuất hiện trong những hình dạng nhạc cụ có các cạnh kín, tuy nhiên kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có thể vẫn có điều tương tự xảy ra trong không gian bán mở”, Tanigawa nói.

Với dự án này, các nhà nghiên cứu muốn hiểu được các đặc trưng vật lý nào của nhạc cụ kẻng tam giác tạo ra các điều kiện đó, thử xem xét các giả định về sự đóng góp của hình dạng kẻng tam giác và có được sự chứng minh rõ ràng thông qua những bức tranh sóng âm quanh kẻng tam giác. Bước tiếp theo, họ muốn tìm hiểu thêm tác động của không gian mở trên kẻng tam giác lên sự cộng hưởng âm thanh này.

“Các nhạc cụ đóng một vai trò đáng kể trong đời sống con người như phục vụ các hoạt động văn hóa, xã hội”, Tanigawa nói.

“Việc hiểu về các đặc tính vật lý của một nhạc cụ đem lại nhiều lợi ích như các nhạc cụ truyền thống sẽ đem lại những cái nhìn sâu hơn cho những nhà làm nhạc cụ, các nghệ sĩ và phát triển các nhạc cụ điện tử”.

Thanh Phương dịch từ American Institute of Physics

Nguồn: https://www.aip.org/aipp/would-a-musical-triangle-of-any-other-shape-sound-as-sweet