Dr.Godfried-Willem RAES

Kursus Experimentele Muziek: Boekdeel 4: Akoestiek , Organologie & Experimentele Instrumentenbouw

Hogeschool Gent : Departement Muziek & Drama

4202:

Opdrachten & Oefeningen - Examen akoestiek 1998-1999

algemene opmerkingen:

- alle berekeningen en metingen moeten op overzichtelijke wijze worden weergegeven, gebruikte formules vermelden, en worden voorzien van een precieze foutberekening. De gebruikte meettoestellen en meetmetode moet worden opgegeven.

- werkstukken moet verzorgd, stabiel en goed afgewerkt zijn op alle voor de meting essentiele punten.

- het werk moet getypt of als komputerbestand (Intel PC's: Word97, RTF. HTML, ascii, ...) worden afgegeven. Tekeningen moeten precies zijn en mogen manueel getekend zijn. De opdrachten mogen ook met zelf geprogrammeerde komputersimulaties worden afgewerkt en uitgevoerd.

Kies een soort PVC buis met een binnendiameter van meer dan 2 cm. PVC buis kan worden verkregen in de elektriciteitshandel evenals in zaken voor sanitaire installaties. De maten gebruikelijk in de bouwnijverheid zijn meestal te groot voor ons doel hier.

Bereken de lengte die een aan een kant gesloten buis van deze soort zou moeten hebben om een La (440Hz) voort te brengen wanneer aangeblazen.

Zaag van dit soort buis drie lengtes af voldoende lang om er drie kernspleetfluiten van de te bouwen.

De drie te bouwen kernspleetfluiten moeten indentiek zijn, behalve voor wat betreft de breedte van het labium.

Meet de voortgebrachte toonhoogte (met een stemapparaat op een frekwentiemeter) en bepaal wat de invloed is van de breedte van het labium op die toonhoogte.

Indien mogelijk, bepaal ook de geluidsdruk in funktie van de breedte van het labium.

Voor beide metingen moet gebruik worden gemaakt van een konstante luchttoevoer. (Orgelkompressor gebruiken bvb.).

Beschouw een snaar vrij trillend tussen twee kammen (bvb. een vioolsnaar). Teken (grafiek) de geidealiseerde boventoonreeks (spektrum) voor zo'n snaar als verhoudingsgetallen tot de grondtoon enerzijds en als genormaliseerde frekwenties anderzijds (daarbij is de grondtoon = 1).

Bereken en bepaal nu voor die snaar het spektrum wanneer zij wordt aangestreken op een plaats aangegeven in de parameter tabel hieronder, met strijkstokken met volgende parameters:

plaats van aanstrijken (in fraktie van de gehele snaar):

• 1/2
• 1/3
• 1/7
• 1/9
• 1/13
• 1/27

strijkstokken:

• viool boog
• altvioolboog
• celloboog
• kontrabasboog

(bepaal voor elk van deze bogen zo nauwkeurig mogelijk de breedte van de beharing. Hoe wordt deze breedte door luthiers bepaald/uitgedrukt?)

Zaag een blokje hardhout tot een balkje met (ongeveer) volgende afmetingen:

50mm x 25mm x 600mm

Schuur het blokje zo dat alle tegenover elkaar liggende zijden zuiver evenwijzig zijn. Bepaal nu heel nauwkeurig de afmetingen. Berekenen het volume. Bepaal de massa en daaruit het soortelijk gewicht van de houtsoort.

Meet nauwkeurig de resonantietoon van het balkje wanneer dit in het midden van de platte kant wordt aangeslagen met een zachte stick.

Bereken op grond van deze gegevens de afmetingen die een reeks blokjes zouden moeten hebben indien we er een xylofoon of marimba mee zouden willen bouwen.

Bereken en bouw een helmholtzresonator die precies is afgestemd op het gezaagde blokje hardhout.

Kan je bepalen wat de frekwentie is van de eerste harmonische?

Maak en bereken een houten open orgelpijp voor midi noot 60.

Bepaal nu voor deze pijp zo precies mogelijk bij welke winddruk zij de harmonischen boven haar grondtoon voortbrengt.

Bouw hiervoor een manometer met waterkolom.

Bepaal zo nauwkeurig mogelijk de afwijking in toonhoogte van de voortgebrachte harmonischen ten opzichte van de platonisch-rekenkundig te verwachten toonhoogtereeks: 2,3,4,5,6.... x de grondtoon.

Bouw een eenvoudig monochord en voorzien de 'toets' van een nauwkeurige meetlat. Bespan nu het monochord met een messingsnaar waarin in een helft meerdere samengesoldeerde knopen zijn aangebracht.

Stem de snaar op een redelijke toonhoogte (zo dat de snaar goed hoorbaar klinkt en toch niet springt...)

Meet nu de precieze ligging van de eerste 10 harmonischen op deze snaar. Meet nauwkeurig hun toonhoogte.

Herhaal de meting voor een niet geprepareerde snaar van hetzelfde type.

Bereken alle belangrijke materiaalkonstanten voor een open buis waarvan het aangeslagen materiaal dezelfde toonhoogte zou voortbrengen dan de resonantietoon van de luchtkolom in de buis. Hou terdege rekening met de eindkorrekties. De wijze van ophanging en aanslaan van de buis mag onder diverse omstandigheden worden gekozen (opgehangen zoals bij buisklokken, aangeslagen zoals metallofoons, aan een zijde ingeklemd, centraal ingeklemd zoals bij een stemvork...)

Bestaat er een dergelijk materiaal?

Bouw en bereken een prototype voor een vorkresonator uit hout. Mensureer (leg uit) op grond van de bekomen gegevens een reeks van 2 oktaven.

Filedate: 990520 last update 99-06-21