Musical acoustics
میوزیکل ایکوسٹکس یا میوزک ایکوسٹکس ایک کثیر شعبہ جاتی شعبہ ہے جو طبیعیات، سائیکو فزکس، آرگنولوجی (آلات کی درجہ بندی)، فزیولوجی، میوزک تھیوری، ایتھنو میوزیکولوجی، سگنل پروسیسنگ اور انسٹرومنٹ بلڈنگ سمیت دیگر مضامین کے علم کو یکجا کرتا ہے۔ صوتیات کی ایک شاخ کے طور پر، اس کا تعلق موسیقی کی طبیعیات کی تحقیق اور وضاحت سے ہے-موسیقی بنانے کے لیے آوازوں کو کس طرح استعمال کیا جاتا ہے۔ مطالعے کے شعبوں کی مثالیں موسیقی کے آلات کا فنکشن، انسانی آواز (تقریر اور گانے کی طبیعیات)، راگ کا کمپیوٹر تجزیہ، اور میوزک تھراپی میں موسیقی کے طبی استعمال میں ہیں۔ موسیقی کی صوتیات کا علمبردار 19 ویں صدی کا ایک جرمن پولی میتھ ہرمن وان ہیلم ہولٹز تھا جو ایک بااثر معالج، طبیعیات دان، ماہر فعلیات، موسیقار، ریاضی دان اور فلسفی تھا۔ ان کی کتاب آن دی سینسیشنز آف ٹون ایز اے فزیولوجیکل بیسز فار دی تھیوری آف میوزک کئی مطالعات اور طریقوں کا ایک انقلابی مجموعہ ہے جس نے میوزک تھیوری، میوزیکل پرفارمنس، میوزک سائیکولوجی اور موسیقی کے آلات کے جسمانی رویے کو ایک مکمل نیا نقطہ نظر فراہم کیا۔ مطالعے کے طریقے اور شعبے موسیقی کے آلات کی طبیعیات موسیقی کی تعدد رینج فورئیر تجزیہ موسیقی کے ڈھانچے کا کمپیوٹر تجزیہ موسیقی کی آوازوں کی ترکیب موسیقی کا ادراک، طبیعیات پر مبنی (جسے نفسیاتی صوتیات بھی کہا جاتا ہے) جسمانی پہلو جب بھی ایک ہی وقت میں دو مختلف پچ بجائی جاتی ہیں، تو ان کی صوتی لہریں ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتی ہیں-ہوا کے دباؤ میں اونچی اور نچلی لہریں ایک دوسرے کو ایک مختلف صوتی لہر پیدا کرنے کے لیے تقویت دیتی ہیں۔ کوئی بھی دہرائی جانے والی صوتی لہر جو سائن لہر نہیں ہے اسے مناسب تعدد اور طول و عرض (فریکوئنسی سپیکٹرم) کی بہت سی مختلف سائن لہروں کے ذریعے ماڈل کیا جا سکتا ہے۔ انسانوں میں سماعت کا آلہ (کانوں اور دماغ پر مشتمل) عام طور پر ان سروں کو الگ کر سکتا ہے اور انہیں واضح طور پر سن سکتا ہے۔ جب ایک ہی وقت میں دو یا دو سے زیادہ ٹون بجائے جاتے ہیں، تو کان پر ہوا کے دباؤ کی تبدیلی ہر ایک کی پچوں پر مشتمل ہوتی ہے، اور کان اور/یا دماغ انہیں الگ کر کے مختلف ٹونز میں ڈی کوڈ کرتا ہے۔ جب اصل صوتی ذرائع بالکل وقتا فوقتا ہوتے ہیں، تو نوٹ کئی متعلقہ سائن لہروں پر مشتمل ہوتا ہے (جو ریاضیاتی طور پر ایک دوسرے میں اضافہ کرتے ہیں) جسے بنیادی اور ہم آہنگی، جزوی یا اوورٹون کہتے ہیں۔ آوازوں میں ہارمونک فریکوئنسی سپیکٹر ہوتا ہے۔ سب سے کم تعدد بنیادی ہے، اور وہ تعدد ہے جس پر پوری لہر کمپن کرتی ہے۔ اوورٹونز بنیادی سے زیادہ تیزی سے کمپن کرتے ہیں، لیکن بنیادی تعدد کے عدد ضرب پر کمپن کرنا ضروری ہے تاکہ کل لہر ہر چکر میں بالکل ایک جیسی ہو۔ حقیقی آلات وقتا فوقتا قریب ہوتے ہیں، لیکن اوورٹونز کی تعدد قدرے نامکمل ہوتی ہے، اس لیے وقت کے ساتھ لہر کی شکل قدرے بدلتی ہے۔ موضوعاتی پہلو کان کے ڈھول کے خلاف ہوا کے دباؤ میں تغیرات، اور اس کے بعد کی جسمانی اور اعصابی پروسیسنگ اور تشریح، ساؤنڈ نامی ساپیکش تجربے کو جنم دیتی ہے۔ زیادہ تر آوازیں جنہیں لوگ میوزیکل کے طور پر پہچانتے ہیں ان پر غیر وقتی کے بجائے وقتا فوقتا یا باقاعدہ کمپن کا غلبہ ہوتا ہے۔ یعنی، میوزیکل آوازیں عام طور پر ایک قطعی پچ رکھتی ہیں۔ ہوا کے ذریعے ان تغیرات کی ترسیل صوتی لہر کے ذریعے ہوتی ہے۔ ایک بہت ہی سادہ صورت میں، سائن لہر کی آواز، جسے صوتی لہر کی شکل کا سب سے بنیادی نمونہ سمجھا جاتا ہے، ہوا کے دباؤ کو باقاعدہ انداز میں بڑھنے اور کم کرنے کا سبب بنتی ہے، اور اسے بہت ہی خالص سر کے طور پر سنا جاتا ہے۔ خالص ٹونز ٹیوننگ فورکس یا سیٹی بجانے سے تیار کیے جا سکتے ہیں۔ وہ شرح جس پر ہوا کا دباؤ ارتعاش کرتا ہے وہ سر کی تعدد ہے، جسے ارتعاش فی سیکنڈ میں ماپا جاتا ہے، جسے ہرٹز کہتے ہیں۔ تعدد سمجھی جانے والی پچ کا بنیادی تعین کنندہ ہے۔ ہوا کے دباؤ میں تبدیلیوں کی وجہ سے موسیقی کے آلات کی تعدد اونچائی کے ساتھ بدل سکتی ہے۔ موسیقی کے آلات کی پچ کی حدود ہارمونکس، جزوی اور اوورٹون بنیادی تعدد ہے جس پر پوری لہر کمپن کرتی ہے۔ اوورٹونز دیگر سینوسائڈل اجزاء ہیں جو بنیادی سے اوپر تعدد پر موجود ہوتے ہیں۔ فریکوئنسی کے وہ تمام اجزاء جو کل لہر کی شکل بناتے ہیں، بشمول بنیادی اور اوورٹونز، جزوی کہلاتے ہیں۔ وہ مل کر ہارمونک سیریز بناتے ہیں۔ وہ اوورٹون جو بنیادی کے کامل انٹیجر ملٹیپل ہوتے ہیں انہیں ہارمونکس کہا جاتا ہے۔ جب ایک اوورٹون ہارمونک ہونے کے قریب ہوتا ہے، لیکن درست نہیں ہوتا ہے، تو اسے بعض اوقات ہارمونک پارشل کہا جاتا ہے، حالانکہ انہیں اکثر صرف ہارمونکس کہا جاتا ہے۔ بعض اوقات اوورٹونز بنائے جاتے ہیں جو ہارمونک کے قریب کہیں نہیں ہوتے ہیں، اور انہیں صرف جزوی یا غیر ہارمونک اوورٹونز کہا جاتا ہے۔ بنیادی تعدد کو پہلا ہارمونک اور پہلا جزوی سمجھا جاتا ہے۔ جزوی اور ہارمونکس کی تعداد پھر عام طور پر ایک جیسی ہوتی ہے ؛ دوسرا جزوی دوسرا ہارمونک، وغیرہ ہوتا ہے۔ لیکن اگر غیر ہارمونک پارٹیلز ہیں، تو نمبرنگ اب مطابقت نہیں رکھتی ہے۔ اوورٹونز کو نمبر دیا جاتا ہے کیونکہ وہ بنیادی سے اوپر ظاہر ہوتے ہیں۔ تو سختی سے بات کرتے ہوئے، پہلا اوورٹون دوسرا جزوی (اور عام طور پر دوسرا ہارمونک) ہوتا ہے۔ چونکہ اس کے نتیجے میں الجھن پیدا ہو سکتی ہے، صرف ہارمونکس کو عام طور پر ان کی تعداد سے حوالہ دیا جاتا ہے، اور اوورٹونز اور پارشیلز کو ان ہارمونکس کے ساتھ ان کے تعلقات سے بیان کیا جاتا ہے۔ ہارمونکس اور غیر لکیریتیں جب ایک دورانیے کی لہر ایک بنیادی اور صرف عجیب ہارمونکس (f، 3f، 5f، 7f،.) پر مشتمل ہوتی ہے، تو خلاصہ شدہ لہر نصف لہر سمیٹرک ہوتی ہے۔ اسے الٹا اور فیز منتقل کیا جا سکتا ہے اور بالکل ایک جیسی ہو سکتی ہے۔ اگر لہر میں کوئی یکساں ہم آہنگی ہے (0f، 2f، 4f، 6f،.)، تو یہ غیر متناسب ہے ؛ اوپری نصف نیچے کی آئینہ کی تصویر نہیں ہے۔ اس کے برعکس، ایک ایسا نظام جو لہر کی شکل کو تبدیل کرتا ہے (سادہ اسکیلنگ یا شفٹنگ سے بالاتر) اضافی ہارمونکس (ہارمونک مسخ) پیدا کرتا ہے۔ اسے غیر لکیری نظام کہا جاتا ہے۔ اگر یہ لہر کو متناسب طور پر متاثر کرتا ہے، تو پیدا ہونے والی ہم آہنگی تمام عجیب ہوتی ہیں۔ اگر یہ ہم آہنگی کو غیر متناسب طور پر متاثر کرتا ہے، تو کم از کم ایک یکساں ہم آہنگی پیدا ہوتی ہے (اور شاید عجیب ہم آہنگی بھی)۔ ہم آہنگی اگر دو نوٹ بیک وقت کھیلے جائیں، تعدد کے تناسب کے ساتھ جو سادہ حصے ہوں (مثال کے طور پر۔ 2/1، 3/2 یا 5/4)، جامع لہر اب بھی وقتا فوقتا ہوتی ہے، مختصر مدت کے ساتھ-اور امتزاج مخطوط لگتا ہے۔ مثال کے طور پر، 200 ہرٹز پر کمپن کرنے والا نوٹ اور 300 ہرٹز پر کمپن کرنے والا نوٹ (ایک کامل پانچواں، یا 3/2 تناسب، 200 ہرٹز سے اوپر) مل کر ایک لہر بناتے ہیں جو 100 ہرٹز پر دہرائی جاتی ہے: ایک سیکنڈ کا ہر 1/100، 300 ہرٹز لہر تین بار دہرائی جاتی ہے اور 200 ہرٹز لہر دو بار دہرائی جاتی ہے۔ نوٹ کریں کہ کل لہر 100 ہرٹز پر دہرائی جاتی ہے، لیکن کوئی حقیقی 100 ہرٹز سینوسائڈل جزو نہیں ہے۔ مزید برآں، دونوں نوٹوں کے بہت سے حصے ایک جیسے ہیں۔ مثال کے طور پر، 200 ہرٹز کی بنیادی تعدد والے نوٹ میں ہم آہنگی ہوتی ہے:: (200،) 400، 600، 800، 1000، 1200،۔ 300 ہرٹز کی بنیادی تعدد والے نوٹ میں ہم آہنگی ہوتی ہے: (300،) 600، 900، 1200، 1500،۔ دونوں نوٹ 600 اور 1200 ہرٹز پر ہم آہنگی کا اشتراک کرتے ہیں، اور مزید سیریز کے آگے ملتے ہیں۔ مختصر بنیادی تعدد اور مشترکہ یا قریب سے متعلق جزوی کے ساتھ جامع لہروں کا امتزاج ہی ہم آہنگی کے احساس کا سبب بنتا ہے۔ جب دو تعدد ایک سادہ حصے کے قریب ہوتے ہیں، لیکن درست نہیں ہوتے ہیں، تو جامع لہر سائیکل آہستہ آہستہ اتنی ہوتی ہے کہ لہروں کی منسوخی کو ٹون کے بجائے مستحکم پلسنگ کے طور پر سن سکتی ہے۔ اسے مارنا کہا جاتا ہے، اور اسے ناخوشگوار، یا اختلافی سمجھا جاتا ہے۔ مارنے کی تعدد کا حساب دونوں نوٹوں کی تعدد کے درمیان فرق کے طور پر لگایا جاتا ہے۔ مندرجہ بالا مثال کے لیے، |200 Hz-300 Hz۔ = 100 Hz۔ ایک اور مثال کے طور پر، 3425 ہرٹز اور 3426 ہرٹز کا مجموعہ ایک بار فی سیکنڈ (|3425 Hz-3426 Hz | = 1 Hz) کو شکست دے گا۔ یہ ماڈیولیشن تھیوری کی پیروی کرتا ہے۔ کنسوننس اور ڈسسوننس کے درمیان فرق واضح طور پر بیان نہیں کیا گیا ہے، لیکن بیٹ فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، وقفہ اتنا ہی زیادہ ڈسسوننٹ ہونے کا امکان ہے۔ ہیلم ہولٹز نے تجویز پیش کی کہ جب دھڑکن کی شرح تقریبا 35 ہرٹز ہو تو دو خالص سروں کے درمیان زیادہ سے زیادہ بے ترتیبی پیدا ہوگی۔ پیمانے موسیقی کی ترکیب کا مواد عام طور پر پچوں کے مجموعے سے لیا جاتا ہے جسے پیمانے کے نام سے جانا جاتا ہے۔ چونکہ زیادہ تر لوگ مطلق تعدد کا مناسب تعین نہیں کر سکتے، اس لیے پیمانے کی شناخت اس کے سروں کے درمیان تعدد کے تناسب میں ہوتی ہے (جسے وقفے کہا جاتا ہے)۔ ڈایٹونک پیمانہ پوری تاریخ میں تحریری طور پر ظاہر ہوتا ہے، جو ہر آکٹیو میں سات سروں پر مشتمل ہوتا ہے۔ صرف تناو میں ڈایٹونک پیمانے کو آکٹیو کے اندر تین آسان ترین وقفوں کا استعمال کرتے ہوئے آسانی سے بنایا جا سکتا ہے، کامل پانچواں (3/2)، کامل چوتھا (4/3)، اور بڑا تیسرا (5/4)۔ چونکہ پانچویں اور تیسرے کی شکلیں قدرتی طور پر ہارمونک ریزونیٹرز کی اوورٹون سیریز میں موجود ہوتی ہیں، یہ ایک بہت ہی آسان عمل ہے۔ مندرجہ ذیل جدول صرف بڑے پیمانے کے تمام نوٹوں کی تعدد اور پیمانے کے پہلے نوٹ کی مقررہ تعدد کے درمیان تناسب کو ظاہر کرتا ہے۔ صرف تنوں کے ذریعے دیگر پیمانے دستیاب ہیں، مثال کے طور پر معمولی پیمانے۔ وہ پیمانے جو صرف تناو پر قائم نہیں رہتے، اور اس کے بجائے اپنے وقفوں کو دوسری ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ایڈجسٹ کرتے ہیں، انہیں مزاج کہا جاتا ہے، جن میں سے مساوی مزاج سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ درجہ حرارت، اگرچہ وہ صرف وقفوں کی صوتی پاکیزگی کو غیر واضح کرتے ہیں، لیکن اکثر مطلوبہ خصوصیات رکھتے ہیں، جیسے کہ پانچواں کا بند دائرہ۔ یہ بھی دیکھیں صوتی گونج سمیٹکس میوزیکل اسکیلز کی ریاضی سٹرنگ گونج سٹرنگ تھرڈ برج (مساوی سٹرنگ ڈویژنز پر مبنی ہارمونک گونج) وائلن کی بنیادی طبیعیات بیرونی لنکس موسیقی صوتیات-صوتی فائلیں، حرکت پذیری اور عکاسی-یونیورسٹی آف نیو ساؤتھ ویلز صوتیات کا مجموعہ-پروفیسر ڈیٹن ملر کی موسیقی صوتیات میں تحقیق کے لیے آلات کی تفصیل، تصاویر اور ویڈیو کلپس۔ صوتیاتی سوسائٹی آف امریکہ (اے ایس اے) کی موسیقی صوتیات پر تکنیکی کمیٹی (ٹی سی ایم یو) موسیقی صوتیات ریسرچ لائبریری (ایم اے آر ایل) صوتیات گروپ/صوتیات اور موسیقی ٹیکنالوجی کورسز-یونیورسٹی آف ایڈنبرا صوتیات ریسرچ گروپ-اوپن یونیورسٹی تقریر میں موسیقی صوتیات گروپ