Âm thanh trong lý thuyết âm nhạc cơ bản

Tìm hiểu khái niệm âm nhạc trong âm nhạc và các lý thuyết về âm thanh cơ bản được áp dụng trong âm nhạc các bạn nhé!

Cơ sở vật lí của âm thanh.

Khái niệm:

Âm nhạc là nghệ thuật dùng âm thanh và nhịp điệu để diễn tả tư tưởng và tình cảm của con người. Từ khái niệm trên cho thấy tất cả những gì có tính nhạc đều xuất phát từ âm thanh, nhưng ngược lại, cũng có rất nhiều âm thanh không có tính nhạc. Vì vậy, giữa âm thanh có tính nhạc và âm thanh không có tính nhạc là khác nhau.

Âm thanh là một hiện tượng vật lý đồng thời nó còn là một cảm giác. Âm thanh được tạo ra bởi sự dao động của một vật thể đàn hồi nào đó. Khi vật thể đàn hồi dao động đã tạo ra những sóng âm. Những sóng âm này lan truyền trong không gian đến tai người làm cho màng nhĩ cũng dao động cùng với tần số của sóng đó. Từ màng nhĩ những sóng âm này truyền qua hệ thần kinh của bộ não tạo nên cảm giác về âm thanh. Phân biệt âm thanh có tính nhạc và âm thanh không có tính nhạc:

Âm thanh có tính nhạc là sự rung của sóng âm một cách đều đặn. Khi nghe sóng âm đều đặn, tai chúng ta phát hiện được tần số và nhận biết được cao độ của âm thanh. Chẳng hạn như tiếng hát, tiếng đàn, tiếng sáo...Những âm thanh này gọi là những âm có cao độ rõ ràng hay còn gọi là những âm thanh có tính nhạc (âm nhạc).

Âm thanh không có tính nhạc là sự hỗn độn của tần số dao động, nó không theo một trật tự đều đặn. Tai chúng ta vẫn nhận biết được các âm thanh này nhưng không có tần số nào ổn định để có thể phân biệt được cao độ. Chẳng hạn như những âm không có tần số nhất định như tiếng máy nổ, tiếng còi ô tô, tiếng sấm, tiếng gió thổi...gọi là những âm thanh không có độ cao rõ ràng hay còn gọi là tiếng động, là tạp âm.

Các thuộc tính của âm thanh có tính nhạc.

Chúng ta tiếp nhận một số lượng lớn các âm thanh khác nhau, nhưng không phải mọi âm thanh đều được dùng trong âm nhạc. Thính giác của ta phân biệt những âm thanh có tính nhạc và những âm thanh không có tính nhạc (có tính chất tiếng động).

Những âm thanh có tính chất tiếng động không có cao độ chính xác, thí dụ: tiếng rít, tiếng kẹt cửa ... và vì thế, trong tác phẩm của một số nhạc sĩ đầu thế kỷ XX trở về trước đã không sử dụng loại âm thanh này trong tác phẩm âm nhạc.

Âm thanh có tính nhạc được xác định bởi bốn thuộc tính là: độ cao (cao độ - tiếng Anh: pitch hay pitch level), độ dài (trường độ - tiếng Anh: duration), độ mạnh (cường độ - tiếng Anh: loudness hay strength of tone) và âm sắc (tiếng Anh: tone colour hay timbre). Trong bốn thuộc tính này, mặc dù độ dài không làm thay đổi tính chất vật lí của âm thanh, nhưng đứng trên quan điểm âm nhạc, nó lại có ý nghĩa vô cùng quan trọng.

Độ cao (còn gọi là cao độ) là độ cao hay thấp của âm thanh, phụ thuộc vào tần số dao động của vật thể rung. Dao động càng nhanh, âm thanh càng cao và ngược lại. Ví dụ: âm thấp nhất của đàn piano có tần số khoảng 30 Hz (30 lần dao động trong một giây. Hz là chữ viết tắt của Hertz là đơn vị của tần số); âm cao nhất có tần số khoảng 4000 Hz. [theo từ điển âm nhạc của Oxford năm 1979]. Tai người có khả năng phân biệt được những âm có độ cao khoảng từ 27.5Hz đến 4186Hz.

Độ dài (còn gọi là trường độ) là độ dài hay ngắn của âm thanh, phụ thuộc vào thời gian và qui mô dao động của vật thể - nguồn phát âm từ lúc bắt đầu vang lên. Tầm cữ dao động lúc bắt đầu của âm thanh càng rộng thì thời gian tắt dần của nó càng dài.

Độ mạnh (còn gọi là cường độ) là độ vang to hay nhỏ của âm thanh, phụ thuộc vào sức mạnh những di chuyển dao động, tức là phụ thuộc vào tầm cữ dao động của nguồn phát âm. Không gian trong đó diễn ra các dao động gọi là biên độ dao động. Biên độ dao động càng rộng âm thanh càng to và ngược lại. Đơn vị để đo cường độ âm thanh là Decibel (viết tắt là Db).

Âm sắc là khía cạnh chất lượng của âm thanh, là màu sắc của nó. Để xác định đặc điểm của âm sắc, người ta sử dụng những tính từ thuộc các lĩnh vực cảm giác khác nhau. Ta biết rằng mỗi nhạc cụ hoặc mỗi giọng đều có âm sắc riêng. Cùng một âm thanh có cao độ nhất định, nhưng do các loại nhạc cụ hay giọng hát khác nhau phát ra thì mỗi nhạc cụ hay mỗi giọng hát đó lại có một màu sắc riêng. Sự khác biệt của âm sắc tùy thuộc vào thành phần những âm cục bộ mà ở mỗi âm thanh đều có.

Bồi âm

Khi một sợi dây đàn dao động thì tự nó chia ra thành nhiều phần bằng nhau và cùng rung lên. Chẳng hạn khi dây đàn violon dao động, nó không chỉ rung toàn bộ sợi

dây đàn mà còn dao động ở 1/2 dây, 1/3 dây, 1/4 dây, 1/5 dây...Trong quá trình dao động chung của toàn bộ dây đàn, những dao động ở từng phần cũng tạo ra những âm cục bộ. Những âm này có độ cao khác nhau vì dao động của các làn sóng tạo ra chúng có tốc độ khác nhau. Tuy nhiên tai người chỉ nghe được âm chính do dao động của toàn bộ dây đàn, còn những âm này không nhận thấy được và được gọi là âm bồi. Ví dụ 1:

 Nếu sợi dây chỉ phát ra một âm gốc duy nhất thì hình thái làn sóng của nó sẽ tương ứng với biểu đồ sau:

Sóng âm của 1/2 dây đàn (những làn sóng phân nửa nhanh gấp hai lần):

 

Sóng âm của 1/3 dây đàn (những làn sóng phân ba nhanh gấp ba lần):

Thang âm tự nhiên

Nếu lấy số lượng dao động của âm thứ nhất (âm gốc) của dây đàn làm đơn vị thì số lượng dao động của các âm cục bộ sẽ được biểu hiện bằng chuỗi số nguyên: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16…

Thang âm tự nhiên là thang âm gồm âm gốc và các âm bồi của nó. Nếu lấy nốt Do ở quãng tám lớn làm âm gốc, ta có thang âm tự nhiên sau: Ví dụ 2:

Hệ thống âm thanh, tên gọi, các quãng tám

Hệ thống âm thanh trong âm nhạc

Sự sắp xếp các âm của hệ thống âm thanh dựa theo độ cao gọi là hàng âm, mỗi âm thanh khác nhau là một bậc của hàng âm đó.

Hệ thống âm thanh trong âm nhạc là một thang âm đầy đủ gồm 88 âm khác nhau được sắp xếp theo cao độ của từng âm từ thấp đến cao. Dao động của các âm đó từ âm thấp nhất đến âm cao nhất nằm trong giới hạn từ 27.5 Hz đến 4186 Hz. Đó là những âm thanh có độ cao mà tai người có thể phân biệt.

Tên gọi các bậc cơ bản

Tên gọi các bậc cơ bản trong thang âm của hệ thống âm nhạc: Do, Re, Mi, Fa, Sol, La, Si.

Các bậc (âm hay nốt) cơ bản này tương ứng với các phím trắng của đàn Piano hay của các đàn phím nói chung: Bảy tên gọi của các bậc cơ bản được nhắc lại một cách chu kì trong thang âm và do đó chúng bao gồm âm thanh của tất cả các bậc cơ bản.

Sở dĩ như vậy vì mỗi âm thứ tám tính ngược lên (trong số những âm phát ra khi bấm các phím trắng) được tạo nên bởi sự tăng gấp đôi số lượng dao động so với âm thứ nhất. Cho nên nó tương ứng với bồi âm thứ hai của âm thứ nhất (âm gốc) vì vậy hoàn toàn quyện với âm đó.

Khoảng cách giữa các âm thanh của những bậc giống nhau gọi là quãng tám. Bộ phận của thang âm trong đó có 7 bậc âm cơ bản cũng gọi là quãng tám. Như vậy toàn bộ thang âm chia thành những tầng quãng tám. Âm thanh của bậc Do được coi là âm đầu của quãng tám. Toàn bộ thang âm gồm bảy quãng tám trọn vẹn và bốn âm hợp thành 2 quãng tám thiếu ở hai đầu hàng âm (ở hai đầu bàn phím piano). Tên gọi các quãng tám tính từ thấp lên cao như sau:

Quãng tám cực trầm (quãng tám thiếu) Quãng tám trầm

Quãng tám lớn Quãng tám nhỏ Quãng tám 1

Quãng tám 2

Quãng tám 3

Quãng tám 4

Quãng tám 5 (quãng tám thiếu)

Sơ đồ các quãng tám biểu hiện trên đàn piano:

 

(theo sơ đồ này nốt La ở quãng tám cực trầm là 27,5 Hz, nốt Do ở quãng tám 5 là 4186Hz).