Историю о том, как «один певец, не то Шаляпин, не то Карузо» разбивали своим чудесным голосом стеклянные бокалы, слышали абсолютно все. Некоторые даже вспоминают при этом про «школьную физику и резонанс». Что ж, давайте разберёмся. 

С резонансом мы все знакомимся ещё в детстве — когда учимся качаться на качелях. Любой уважающий себя пятилетка знает — чтобы раскачать качели, нужно двигать ногами, да не «вразнобой», а как бы «вместе» с движением качелей. 

Другой случай, когда мы сталкиваемся с резонансом — это неприятный «вой» или «свист» слишком громко настроенного или неудачно расположенного микрофона. А ещё бывает так, что проезжает по улице тяжело гружёная машина — и вдруг вся комната неожиданно начинает «гудеть», даже посуда в шкафу звенит. Учебник физики учит нас, что резонанс возникает там, где есть какие-то колебания. Туда-сюда, туда-сюда, просто и понятно. Но каким образом возникает резонанс от звука?

Звук — это звуковые волны, периодические колебания плотности воздуха, «флуктуации плотности», как говорят учёные. Если бы мы вдруг смогли увидеть звук, то это выглядело бы как толстые и тонкие «полосы», постоянно изменяющиеся области «сгущения» и «разрежения» воздуха.

Роберт вуд инфразвук

А если мы построим график изменения воздушного давления, то увидим самую настоящую волну — звуковую волну. И — что очень важно — у этой волны есть такая характеристика, как длина! То есть реальные «физические» размеры!

График изменения воздушного давления

Узнать эту длину волны очень просто — достаточно разделить скорость звука (330 метров в секунду) на частоту звука. Скажем, нота «ля» первой октавы у нас имеет частоту 440 герц. Тогда длина волны этой ноты «ля» будет равна 330: 440 = 0,75 метра, то есть 75 сантиметров. Нетрудно догадаться: чем ниже та или иная нота, тем длиннее будет звуковая волна. 

Нота «ля» большой октавы имеет частоту 110 герц — то есть у неё длина будет уже 330: 110 = 3 метра. И так далее. А теперь представим себе, что у нас есть пустой деревянный ящик, у которого от одной стенки до другой — ровнёхонько 75 сантиметров. Что произойдёт, если внутрь этого ящика вдруг «попадёт» нота «ля» первой октавы? 

Звуковая волна отражается от стенок ящика и как бы «накладывается» сама на себя, усиливает саму себя — 440 раз в секунду! При этом образуется удивительнейшая вещь — стоячая звуковая волна. Обычно звуковая волна «бежит», движется — а вот в данном случае у нас получается стоячая волна, да ещё и неожиданно громкая. И тогда наш ящик начинает «петь», возникает звуковой резонанс, происходит естественное усиление звука! И довольно мощное — сравните громкость акустической шестиструнной гитары (с пустотелым корпусом) и неподключенной электрогитары (со сплошным корпусом из доски). Что в данном случае важно понять? 

У звуковой волны есть размер, длина, то есть для возникновения резонанса нашей звуковой волне нужно «место». И чем ниже нота, чем ниже частота — тем больше места требуется этой волне, тем больших размеров нам нужен ящик-резонатор!

Музыкальные инструменты

Скажем, если у нас есть большая комната размерами 10 на 10 метров, то и резонировать эта комната будет на основной частоте 330: 10 = 33 герца. Это очень низкая нота («до» контроктавы). 

«Уловив» такую ноту от проезжающего мимо грузовика, наша комната «наполнится гулом», будет какое-то время «гудеть», «трястись». А если нота будет действительно громкой и длинной (а стенки комнаты тонкими) — то в принципе наша комната-резонатор может и разрушиться. 

Пустой стеклянный бокал — с точки зрения физики тот же самый «ящик», резонатор. И он обладает набором собственных частот. Чтобы услышать его «главную» частоту, достаточно легонько стукнуть по нему ложечкой или провести мокрым пальцем. 

Какую ноту мы услышим? Низкую или высокую? Конечно высокую. А почему? Да потому что размеры у бокала — считанные сантиметры, «длинная» звуковая волна в таком просто «не поместится». Скажем, если от стенки до стенки бокала расстояние 10 сантиметров — делим 330 на 0,1 и получаем частоту 3300 герц! Это очень высокая «нота» — это будет уже, как говорят музыканты, «соль-диез четвёртой октавы»! 

Итак, первый вывод: Фёдор Иванович Шаляпин своим голосом разбить бокал не мог. Почему? Потому что он пел низким голосом, басом. А чтобы разбить бокал, певцу нужно «поймать» именно главную собственную частоту этого бокала, его «собственную ноту». А она у бокала (в силу небольших размеров) низкой быть не может. То есть голос у певца должен быть очень высокий.

Второй вывод: для того, чтобы мы смогли разбить голосом бокал, абсолютно необходимо, чтобы изданная нами нота была длительной (как минимум несколько секунд), ровной (то есть без характерного для оперных певцов «вибрато») и очень громкой — не менее 105 децибел. Это, извините, громкость работающего перфоратора или тракторного двигателя (вблизи)! Мало кто так умеет, тут нужны и могучие лёгкие, и редкое мастерство. 

Третий вывод: чтобы разбить голосом бокал, нужно петь буквально «в него», «в упор». 

Чтобы расколоться от резонанса, он не может (как в легендах) стоять «где-то в комнате». Потому что чем дальше мы отдаляемся от источника звука, тем ниже становится его интенсивность. А громкость человеческого голоса — даже у тренированного профессионала! — ограничена. Четвёртый вывод: наш бокал должен быть с очень тонкими стенками. Ещё лучше — с микроскопическими дефектами, микротрещинами. А разбить голосом толстостенный «гранёный стакан» (из рассказов в духе «а вот нашей деревне дьякон как-то раз…») не получится. 

В 2005 году профессиональный преподаватель эстрадного вокала Жайме Вендера — соблюдая все изложенные выше требования! — смог разбить стеклянный бокал голосом, это было сделано во время передачи «Разрушители легенд» на телеканале «Дискавери».

Энрико Карузо и его жена Дороти Парк Бенджамин

Но это, подчёркиваем, было сделано специально, редкого таланта профессионалом, в условиях тщательно подготовленного эксперимента. А все рассказы про Карузо и иже с ним — просто байки. Кстати, жена самого Энрико Карузо в одном из интервью так и говорила, что все рассказы про «битьё бокалов голосом» — выдумки…

Источник

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.