НЭС/Органные трубы
Органные трубы. — Звучащие трубы делятся на мундштуковые и язычковые трубы. В мундштуковой или флейтовой трубе тон вызывается при вдувании струи воздуха на заостренный край прореза в боковой стенке. Труба, служа резонатором, выделяет один из многочисленных тонов, входящих в состав сложного свиста. В язычковой трубе стоячие волны образуются вдуванием воздуха через особое отверстие, прикрываемое упругой пластинкой (язычек), которая приходит при этом в колебание. Язычковые трубы бывают трех родов: 1) трубы (О.), тон которых прямо обусловливается быстротой колебаний язычка. Их можно настраивать в небольших пределах, перемещая пружинку, надавливающую на язычек. 2) Трубы, в которых, напротив, установившиеся в них колебания воздуха определяют собою колебания легко податливого тростникового язычка (кларнет, гобой и фагот). 3) Трубы с перепончатыми язычками, быстрота колебаний которых по желанию регулируется и изменяется в значительных пределах. В медных духовых инструментах роль такого язычка играют губы; при пении же — голосовые связки. Законы колебания воздуха в трубах установлены Даниилом Бернулли (D. Bernoulli, 1762). В открытых трубах у обоих ее концов образуются пучности, где подвижность воздуха наибольшая, а плотность постоянная. Если между этими двумя пучностями образуется один узел, то длина трубы будет равна половине волны; этот случай соответствует самому низкому тону. При двух узлах в трубе поместится целая волна. Отсюда следует, что 1) открытая труба, при различной силе вдувания воздуха в нее, может издавать тоны, высоты которых относятся между собою, как 1:2:3:4…; 2) высота тона обратно пропорциональна длине трубы. В закрытой трубе около мундштука по-прежнему должна быть пучность, но на другом, закрытом конце ее, где продольные колебания воздуха невозможны, должен быть узел. Поэтому по длине трубы может поместиться 1/4 стоячей волны, что соответствует самому низкому или основному тону трубы или 3/4 волны, или вообще нечетное число четвертей волны. Итак, в закрытой трубе последовательные тоны, издаваемые ею, относятся как ряд нечетных чисел 1:3:5; при чем высота каждого из таких тонов обратно пропорциональна длине трубы. Основной тон в закрытой трубе, кроме того, октавою ниже, нежели в открытой трубе. Все эти выводы теории проверяются на опыте. Самая полная и точная теория звучащих труб дана Гельмгольцем. В деревянных музыкальных инструментах (кларнете, гобое и фаготе) употребляются язычки, состоящие из одной или двух тонких и гибких тростинок. Эти язычки сами по себе издают гораздо более высокий звук, чем тот, который вызывается ими в трубе. Язычковые трубы надо рассматривать как трубы, закрытые со стороны язычка. Поэтому в цилиндрической трубе, как в кларнете, последовательных тонов при усиленном вдувании должно быть 1, 3, 5 и т. д. Открывание же боковых отверстий соответствует укорочению трубы. В конических трубах, закрытых у вершины, последовательность тонов такая же, как и у открытых цилиндрических труб, т.-е. 1, 2, 3, 4 и т. д. (Гельмгольц). Гобой и фагот принадлежат к коническим трубам. Свойства язычков третьего рода, перепончатых, изучал Гельмгольц при посредстве простого прибора, состоящего из двух резиновых перепонок. Получается подобие голосовым связкам или губам при игре на медных духовых инструментах. Высота звука при этом обусловливается, вcлeдcтвиe мягкости и гибкости перепонок, исключительно размерами трубы. Медные инструменты, как охотничий рог, корнет с пистонами, валторна и др. представляют конические трубы, а потому они дают естественный ряд высших гармонических тонов (1, 2, 3, 4 и т. д.).