Rusia. Sejarah Prinsip Operasi Alat Musik Organ

Sumber: « Di dunia sains » , No.3, 1983. Penulis: Neville H. Fletcher dan Susanna Thwaites

Suara megah organ tercipta melalui interaksi aliran udara yang disinkronkan fase secara ketat yang melewati potongan pipa dan kolom udara yang beresonansi di rongganya.

Tidak ada alat musik yang dapat menandingi organ dalam hal kekuatan, timbre, jangkauan, nada suara, dan keagungan suara. Seperti banyak alat musik lainnya, organ terus ditingkatkan melalui upaya banyak generasi pengrajin terampil yang perlahan mengumpulkan pengalaman dan pengetahuan. Pada akhir abad ke-17. organ tersebut sebagian besar memperoleh bentuk modernnya. Dua fisikawan paling terkemuka abad ke-19. Hermann von Helmholtz dan Lord Rayleigh mengemukakan teori berlawanan yang menjelaskan mekanisme dasar pembentukan bunyi pipa organ, namun karena kurangnya peralatan dan perkakas yang diperlukan, perselisihan mereka tidak pernah terselesaikan. Dengan munculnya osiloskop dan perangkat modern lainnya, mekanisme kerja organ dapat dipelajari secara rinci. Ternyata teori Helmholtz dan teori Rayleigh berlaku untuk tekanan tertentu di mana udara dipompa ke dalam pipa organ. Artikel selanjutnya akan menyajikan hasil penelitian terbaru, yang dalam banyak hal tidak sesuai dengan penjelasan mekanisme kerja organ yang diberikan dalam buku teks.

Pipa, yang diukir dari alang-alang atau tanaman bertangkai berongga lainnya, mungkin merupakan alat musik tiup pertama. Mereka mengeluarkan suara jika Anda meniup ujung tabung yang terbuka, atau meniup ke dalam tabung, menggetarkan bibir Anda, atau, dengan menjepit ujung tabung, meniupkan udara, menyebabkan dindingnya bergetar. Perkembangan ketiga jenis alat musik tiup sederhana ini mengarah pada terciptanya seruling, terompet, dan klarinet modern, yang dengannya musisi dapat menghasilkan suara dalam rentang frekuensi yang cukup luas.

Pada saat yang sama, instrumen diciptakan di mana setiap tabung dimaksudkan untuk membunyikan satu nada tertentu. Instrumen paling sederhana adalah pipa (atau "Pan flute"), yang biasanya memiliki sekitar 20 tabung dengan panjang berbeda-beda, ditutup di salah satu ujungnya dan menghasilkan suara saat ditiup di ujung terbuka lainnya. Instrumen terbesar dan paling kompleks dari jenis ini adalah organ, yang berisi hingga 10.000 pipa, yang dikontrol oleh organis menggunakan sistem roda gigi mekanis yang kompleks. Organ itu berasal dari zaman kuno. Patung-patung tanah liat yang menggambarkan musisi memainkan alat musik yang terbuat dari banyak pipa yang dilengkapi alat penghembus, dibuat di Alexandria pada abad ke-2. SM Pada abad ke-10 organ mulai digunakan di gereja-gereja Kristen, dan risalah tentang struktur organ yang ditulis oleh para biarawan muncul di Eropa. Menurut legenda, organ besar, dibangun pada abad ke-10. untuk Katedral Winchester di Inggris, memiliki 400 pipa logam, 26 bellow dan dua keyboard dengan 40 tuts, yang masing-masing tuts mengendalikan sepuluh pipa. Selama abad-abad berikutnya, struktur organ diperbaiki secara mekanis dan musik, dan pada tahun 1429 sebuah organ dengan 2.500 pipa dibangun di Katedral Amiens. Di Jerman pada akhir abad ke-17. organ-organ tersebut telah memperoleh bentuk modernnya.

Organ tersebut, dipasang pada tahun 1979 di Sydney Opera House di Australia, adalah organ terbesar dan tercanggih secara teknis di dunia. Dirancang dan dibangun oleh R. Sharp. Ini memiliki sekitar 10.500 pipa, dikendalikan secara mekanis oleh lima keyboard genggam dan satu keyboard yang dioperasikan dengan kaki. Organ tersebut dapat dikontrol secara otomatis melalui pita magnetik yang sebelumnya menampilkan penampilan musisi secara digital.

Istilah yang digunakan untuk menggambarkan perangkat organ, mencerminkan asal usulnya dari alat musik tiup berbentuk tabung yang udaranya dihembuskan melalui mulut. Pipa-pipa organ terbuka di bagian atas dan berbentuk kerucut menyempit di bagian bawah. “Mulut” pipa (potongan) melintasi bagian yang rata, di atas kerucut. Sebuah “lidah” (tulang rusuk horizontal) ditempatkan di dalam pipa, sehingga terbentuk “bukaan labial” (celah sempit) antara lidah dan “bibir” bawah. Udara dipaksa masuk ke dalam pipa melalui hembusan besar dan memasuki dasar berbentuk kerucut di bawah tekanan 500 hingga 1000 pascal (kolom air 5 hingga 10 cm). Ketika udara memasuki pipa ketika pedal dan kunci yang sesuai ditekan, udara mengalir ke atas, membentuk a celah labial jet datar lebar. Aliran udara melewati celah "mulut" dan, mengenai bibir atas, berinteraksi dengan kolom udara di dalam pipa itu sendiri; sebagai hasilnya, getaran stabil tercipta, yang membuat pipa “berbicara”. Pertanyaannya sendiri tentang bagaimana transisi mendadak dari keheningan ke suara terjadi di dalam pipa sangatlah kompleks dan menarik, tetapi tidak dibahas dalam artikel ini. Percakapan terutama akan fokus pada proses yang memastikan suara pipa organ terus menerus dan menciptakan nada suara yang khas.

Pipa organ tereksitasi oleh udara yang masuk ke ujung bawahnya dan membentuk aliran saat melewati celah antara bibir bawah dan lidah. Pada bagian tersebut, pancaran berinteraksi dengan kolom udara di pipa di bibir atas dan lewat di dalam pipa atau di luarnya. Getaran kondisi tunak tercipta di kolom udara, menyebabkan pipa berbunyi. Tekanan udara yang berubah menurut hukum gelombang berdiri ditunjukkan dengan arsiran berwarna. Kopling atau sumbat yang dapat dilepas dipasang di ujung atas pipa, yang memungkinkan Anda sedikit mengubah panjang kolom udara saat melakukan penyesuaian.

Tampaknya tugas mendeskripsikan aliran udara yang menghasilkan dan mempertahankan suara suatu organ sepenuhnya berkaitan dengan teori aliran cairan dan gas. Akan tetapi, ternyata sangat sulit untuk secara teoritis mempertimbangkan pergerakan aliran laminar yang konstan, halus; sedangkan untuk aliran udara yang sepenuhnya bergolak yang bergerak dalam pipa organ, analisisnya sangatlah rumit. Untungnya, turbulensi, yang merupakan jenis pergerakan udara yang kompleks, sebenarnya menyederhanakan sifat aliran udara. Jika aliran ini laminar, maka interaksi aliran udara dengan lingkungan akan bergantung pada viskositasnya. Dalam kasus kami, turbulensi menggantikan viskositas sebagai faktor penentu interaksi yang berhubungan langsung dengan lebar aliran udara. Selama konstruksi organ, perhatian khusus diberikan untuk memastikan bahwa aliran udara di dalam pipa benar-benar bergejolak, yang dicapai dengan menggunakan potongan kecil di sepanjang tepi buluh. Anehnya, tidak seperti aliran laminar, aliran turbulen stabil dan dapat direproduksi.

Aliran yang sepenuhnya turbulen secara bertahap bercampur dengan udara di sekitarnya. Proses ekspansi dan deselerasi relatif sederhana. Kurva yang menggambarkan perubahan kecepatan aliran tergantung pada jarak dari bidang pusat penampangnya berbentuk parabola terbalik, yang puncaknya sesuai dengan nilai kecepatan maksimum. Lebar aliran meningkat sebanding dengan jarak dari celah labial. Energi kinetik aliran tetap tidak berubah, sehingga penurunan kecepatan aliran sebanding dengan akar kuadrat jarak dari celah. Ketergantungan ini dikonfirmasi oleh perhitungan dan hasil eksperimen (dengan mempertimbangkan daerah transisi kecil di dekat celah labial).

Dalam pipa organ yang sudah tereksitasi dan berbunyi, aliran udara masuk dari celah labial ke dalam medan suara intens di celah pipa. Pergerakan udara yang terkait dengan pembentukan suara diarahkan melalui celah dan, oleh karena itu, tegak lurus terhadap bidang aliran. Lima puluh tahun yang lalu, B. Brown dari Universitas London berhasil memotret aliran laminar udara berasap dalam bidang suara. Gambar-gambar tersebut menunjukkan pembentukan gelombang berliku-liku, yang meningkat seiring pergerakannya sepanjang aliran, hingga gelombang tersebut pecah menjadi dua baris cincin pusaran yang berputar berlawanan arah. Penafsiran yang disederhanakan atas pengamatan ini dan pengamatan serupa telah menghasilkan deskripsi yang salah tentang proses fisik dalam pipa organ, yang dapat ditemukan di banyak buku teks.

Metode yang lebih bermanfaat dalam mempelajari perilaku sebenarnya aliran udara dalam medan bunyi adalah dengan bereksperimen dengan satu pipa tempat medan bunyi dibuat menggunakan pengeras suara. Sebagai hasil dari penelitian tersebut, yang dilakukan oleh J. Coltman di laboratorium Westinghouse Electric Corporation dan kelompok dengan partisipasi saya di Universitas New England di Australia, landasan teori modern tentang proses fisik yang terjadi pada pipa organ adalah dikembangkan. Faktanya, Rayleigh memberikan deskripsi matematis yang menyeluruh dan hampir lengkap tentang aliran laminar media tak kental. Karena ditemukan bahwa turbulensi menyederhanakan daripada memperumit gambaran fisik rangkaian udara, metode Rayleigh dapat digunakan, dengan sedikit modifikasi, untuk menggambarkan aliran udara yang diperoleh dan dipelajari secara eksperimental oleh Coltman dan kelompok kami.

Jika tidak ada celah labial pada pipa, maka aliran udara dalam bentuk pita udara yang bergerak akan bergerak maju mundur bersama dengan semua udara lain di celah pipa di bawah pengaruh getaran akustik. Kenyataannya, ketika pancaran keluar dari celah, jet tersebut secara efektif distabilkan oleh celah itu sendiri. Efek ini dapat dibandingkan dengan hasil pengenaan pada pergerakan osilasi umum udara dalam medan suara dengan pencampuran yang sangat seimbang dan terlokalisasi pada bidang tepi horizontal. Pencampuran terlokalisasi ini, yang memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama dengan medan suara, dan sebagai hasilnya menciptakan pencampuran pancaran nol pada tepi horizontal, disimpan dalam aliran udara yang bergerak dan menciptakan gelombang yang berliku-liku.

Lima pipa dengan desain berbeda menghasilkan suara dengan nada yang sama, tetapi timbre berbeda. Terompet kedua dari kiri adalah dulciana, yang memiliki suara lembut dan halus yang mengingatkan pada alat musik petik. Terompet ketiga adalah terompet terbuka, menghasilkan suara yang terang dan nyaring yang merupakan ciri khas suatu organ. Terompet keempat mempunyai bunyi seruling yang sangat teredam. Pipa kelima – Waldflote ( « seruling hutan") dengan suara lembut. Pipa kayu di sebelah kiri ditutup dengan sumbat. Terompet ini mempunyai frekuensi dasar yang sama dengan terompet lainnya, namun beresonansi pada nada tambahan ganjil, yang frekuensinya beberapa kali lebih besar dari frekuensi dasar. Panjang pipa yang tersisa tidak persis sama, karena “koreksi ujung” dilakukan untuk mendapatkan nada yang sama.

Seperti yang ditunjukkan Rayleigh untuk jenis pancaran yang dipelajarinya dan seperti yang telah kami konfirmasikan sepenuhnya untuk kasus pancaran turbulen divergen, gelombang merambat sepanjang aliran dengan kecepatan sedikit kurang dari setengah kecepatan udara di bidang pusat pancaran. Dalam hal ini, ketika bergerak sepanjang aliran, amplitudo gelombang meningkat hampir secara eksponensial. Biasanya, gelombang ini berlipat ganda ketika gelombang bergerak satu milimeter, dan efeknya dengan cepat menjadi dominan terhadap gerakan lateral maju-mundur sederhana yang disebabkan oleh getaran suara.

Ditemukan bahwa kecepatan pertumbuhan gelombang tertinggi dicapai ketika panjangnya sepanjang aliran enam kali lebar aliran pada suatu titik tertentu. Sebaliknya jika panjang gelombang lebih kecil dari lebar aliran, maka amplitudonya tidak bertambah dan gelombang dapat hilang sama sekali. Karena pancaran udara mengembang dan melambat saat menjauh dari celah, hanya gelombang panjang, yaitu osilasi frekuensi rendah, yang dapat merambat sepanjang aliran panjang dengan amplitudo besar. Keadaan ini menjadi penting dalam pertimbangan selanjutnya tentang penciptaan suara harmonis pipa organ.

Sekarang mari kita perhatikan pengaruh medan bunyi pipa organ terhadap aliran udara. Tidak sulit untuk membayangkan bahwa gelombang akustik medan suara pada celah pipa menyebabkan ujung aliran udara bercampur melintasi bibir atas celah, sehingga pancaran tersebut berakhir di dalam atau di luar pipa. Hal ini mengingatkan kita pada gambaran seseorang yang sedang mendorong ayunan yang sudah berayun. Kolom udara di dalam pipa sudah berosilasi, dan ketika hembusan udara masuk ke dalam pipa secara serempak dengan osilasi, gaya osilasi tersebut tetap dipertahankan, meskipun terdapat berbagai kehilangan energi yang terkait dengan perambatan suara dan gesekan udara terhadap dinding pipa. pipa. Jika hembusan udara tidak sesuai dengan getaran kolom udara di dalam pipa, maka getaran tersebut akan ditekan dan suara akan memudar.

Bentuk pancaran udara ditunjukkan pada gambar sebagai rangkaian bingkai yang berurutan saat keluar dari celah labial menuju medan akustik bergerak yang diciptakan di "mulut" pipa oleh kolom udara yang beresonansi di dalam pipa. Perpindahan udara secara berkala di bagian mulut menimbulkan gelombang yang berliku-liku, bergerak dengan kecepatan setengah kecepatan pergerakan udara di bidang pusat pancaran dan meningkat secara eksponensial hingga amplitudonya melebihi lebar pancaran itu sendiri. Bagian horizontal menunjukkan segmen jalur yang dilalui gelombang dalam jet selama seperempat periode osilasi T. Garis potong bergerak semakin mendekat seiring dengan menurunnya kecepatan jet. Pada pipa organ, bibir atas terletak pada lokasi yang ditunjukkan oleh tanda panah. Aliran udara bergantian keluar dan masuk ke dalam pipa.

Mengukur sifat penghasil suara dari aliran udara dapat dilakukan dengan menempatkan potongan kain kempa atau busa ke dalam ujung pipa yang terbuka untuk menghalangi suara dan menciptakan gelombang suara dengan amplitudo kecil menggunakan pengeras suara. Dipantulkan dari ujung pipa yang berlawanan, gelombang suara berinteraksi dengan aliran udara di “mulut” potongan. Interaksi pancaran dengan gelombang berdiri di dalam pipa diukur menggunakan penguji mikrofon portabel. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk mendeteksi apakah pancaran udara menambah atau mengurangi energi gelombang pantulan di bagian bawah pipa. Agar terompet berbunyi, alirannya harus meningkatkan energi. Hasil pengukuran dinyatakan dalam nilai “konduktivitas” akustik, yang didefinisikan sebagai rasio fluks akustik pada saluran keluar dari bagian tersebut. « mulut" dengan tekanan suara tepat di belakang sayatan. Kurva konduktivitas berbagai kombinasi tekanan injeksi udara dan frekuensi osilasi berbentuk spiral, seperti terlihat pada gambar berikut.

Hubungan antara terjadinya getaran akustik pada celah pipa dan saat bagian aliran udara berikutnya tiba di bibir atas celah ditentukan oleh lamanya waktu yang ditempuh gelombang dalam aliran udara dalam jarak dari celah labial ke bibir atas. Pembangun organ menyebut jarak ini sebagai “undercut.” Jika “undercut” besar atau tekanan (sehingga kecepatan pergerakan) udara rendah, maka waktu pergerakan akan lama. Sebaliknya jika “undercut”nya kecil atau tekanan udaranya tinggi, maka waktu pergerakannya akan singkat.

Untuk menentukan secara akurat hubungan fasa antara osilasi kolom udara dalam pipa dan masuknya sebagian aliran udara pada tepi bagian dalam bibir atas, perlu dipelajari lebih detail sifat pengaruhnya. proporsi ini pada kolom udara. Helmholtz percaya bahwa faktor utama di sini adalah volume aliran udara yang disalurkan oleh jet. Oleh karena itu, agar bagian pancaran dapat memberikan energi sebanyak mungkin ke kolom udara yang berosilasi, bagian tersebut harus tiba pada saat tekanan di bagian dalam bibir atas mencapai maksimum.

Rayleigh mengemukakan posisi berbeda. Ia berargumen bahwa karena celah tersebut relatif dekat dengan ujung pipa yang terbuka, gelombang akustik pada celah tersebut, yang dipengaruhi oleh aliran udara, tidak dapat menimbulkan banyak tekanan. Rayleigh percaya bahwa aliran udara yang masuk ke dalam pipa justru menemui hambatan dan hampir berhenti, yang dengan cepat menimbulkan tekanan tinggi di dalamnya, yang mempengaruhi pergerakannya di dalam pipa. Oleh karena itu, menurut Rayleigh, suatu aliran udara akan memancarkan energi yang maksimal jika masuk ke dalam pipa pada saat yang bukan tekanannya, melainkan aliran gelombang akustik itu sendiri, yaitu maksimum. Pergeseran antara kedua maksimum ini adalah seperempat periode osilasi kolom udara di dalam pipa. Jika dianalogikan dengan ayunan, maka perbedaan tersebut dinyatakan dalam gaya dorong ayunan pada saat berada di titik puncak dan mempunyai energi potensial maksimum (menurut Helmholtz), dan pada saat berada pada titik terendah dan memiliki kecepatan maksimum (menurut Rayleigh).

Kurva konduktivitas akustik jet berbentuk spiral. Jarak dari titik awal menunjukkan besarnya konduktivitas, dan posisi sudut menunjukkan pergeseran fasa antara aliran akustik di outlet slot dan tekanan suara di belakang slot. Ketika aliran sefase dengan tekanan, nilai konduktivitas terletak di bagian kanan spiral dan energi pancaran hilang. Agar jet dapat menghasilkan suara, nilai konduktivitas harus berada di bagian kiri spiral, yang terjadi ketika ada kompensasi atau penundaan fase pergerakan jet sehubungan dengan tekanan di belakang potongan pipa. Dalam hal ini panjang gelombang pantul lebih panjang dari panjang gelombang datang. Besarnya sudut referensi bergantung pada mekanisme mana yang mendominasi eksitasi tabung: mekanisme Helmholtz atau mekanisme Rayleigh. Ketika konduktivitas sesuai dengan bagian atas spiral, jet menurunkan frekuensi resonansi alami pipa, dan ketika nilai konduktivitas berada di bagian bawah spiral, maka meningkatkan frekuensi resonansi alami pipa.

Grafik aliran udara dalam pipa (kurva putus-putus) untuk defleksi pancaran tertentu adalah asimetris terhadap nilai defleksi nol, karena bibir pipa dirancang sedemikian rupa sehingga memotong pancaran tidak sepanjang bidang tengahnya. Ketika pancaran menyimpang sepanjang sinusoid sederhana dengan amplitudo besar (kurva hitam pekat), aliran udara yang memasuki pipa (kurva berwarna) “jenuh” pertama kali pada satu titik ekstrim defleksi pancaran, ketika aliran tersebut benar-benar keluar dari pipa. Dengan amplitudo yang lebih besar, aliran udara menjadi jenuh pada titik defleksi ekstrim lainnya, ketika pancaran memasuki pipa sepenuhnya. Perpindahan bibir memberikan aliran bentuk gelombang asimetris, yang nada atasnya memiliki frekuensi kelipatan frekuensi gelombang yang dibelokkan.

Selama 80 tahun masalah ini masih belum terselesaikan. Selain itu, hampir tidak ada penelitian baru yang dilakukan. Dan baru sekarang solusi yang memuaskan ditemukan berkat karya L. Kremer dan H. Lising dari Institut. Heinrich Hertz di Barat. Berlin, S. Eller dari Akademi Angkatan Laut AS, Coltman dan kelompok kami. Singkatnya, Helmholtz dan Rayleigh sama-sama benar. Hubungan antara kedua mekanisme kerja tersebut ditentukan oleh tekanan udara yang diinjeksikan dan frekuensi suara, dengan mekanisme Helmholtz yang utama pada tekanan rendah dan frekuensi tinggi, dan mekanisme Rayleigh pada tekanan tinggi dan frekuensi rendah. Untuk desain pipa organ standar, mekanisme Helmholtz biasanya memainkan peran yang lebih penting.

Coltman mengembangkan metode sederhana dan efektif untuk mempelajari sifat-sifat aliran udara, yang sedikit dimodifikasi dan ditingkatkan di laboratorium kami. Metode ini didasarkan pada studi tentang aliran udara pada celah pipa organ, ketika ujung terjauhnya ditutup dengan kain kempa atau busa penyerap suara, yang mencegah pipa berbunyi. Kemudian, dari pengeras suara yang ditempatkan di ujung terjauh, gelombang suara dikirim ke pipa, yang dipantulkan dari tepi celah, pertama dengan adanya pancaran paksa, dan kemudian tanpa pancaran paksa. Dalam kedua kasus tersebut, gelombang datang dan gelombang pantulan berinteraksi di dalam pipa, menciptakan gelombang berdiri. Dengan menggunakan mikrofon probe kecil untuk mengukur perubahan konfigurasi gelombang ketika pancaran udara diterapkan, dapat ditentukan apakah pancaran tersebut menambah atau mengurangi energi gelombang yang dipantulkan.

Eksperimen kami sebenarnya mengukur “konduktivitas akustik” pancaran udara, yang ditentukan oleh rasio aliran akustik di pintu keluar celah, yang diciptakan oleh keberadaan pancaran, dengan tekanan akustik langsung di dalam celah. Konduktivitas akustik dicirikan oleh besaran dan sudut fasa, yang dapat direpresentasikan secara grafis sebagai fungsi frekuensi atau tekanan pelepasan. Jika kita membayangkan grafik konduktivitas dengan perubahan frekuensi dan tekanan yang independen, maka kurvanya akan berbentuk spiral (lihat gambar). Jarak dari titik awal spiral menunjukkan besarnya konduktivitas, dan posisi sudut titik pada spiral berhubungan dengan penundaan fase gelombang berliku-liku yang terjadi pada pancaran di bawah pengaruh getaran akustik di dalam pipa. Penundaan satu panjang gelombang sama dengan 360° di sekeliling keliling spiral. Karena sifat khusus jet turbulen, ternyata ketika nilai konduktivitas dikalikan dengan akar kuadrat dari nilai tekanan, semua nilai yang diukur untuk pipa organ tertentu berada pada spiral yang sama.

Jika tekanan tetap dan frekuensi gelombang suara yang masuk meningkat, maka titik-titik yang menunjukkan besarnya konduktivitas mendekati spiral ke arah tengahnya searah jarum jam. Dengan frekuensi konstan dan peningkatan tekanan, titik-titik ini menjauh dari tengah ke arah yang berlawanan.

Pemandangan interior organ Gedung Opera Sydney. Beberapa pipa dari 26 registernya terlihat. Kebanyakan pipa terbuat dari logam, ada pula yang terbuat dari kayu. Panjang bagian pipa yang berbunyi menjadi dua kali lipat setiap 12 pipa, dan diameter pipa menjadi dua kali lipat setiap 16 pipa. Pengalaman bertahun-tahun sebagai pembuat organ memungkinkan mereka menemukan proporsi terbaik yang menjamin timbre suara yang stabil.

Ketika titik besaran konduktivitas berada di bagian kanan spiral, pancaran mengambil energi dari aliran di dalam pipa, dan oleh karena itu terjadi kehilangan energi. Ketika titik tersebut diposisikan di bagian kiri, pancaran akan mentransfer energi ke aliran dan dengan demikian bertindak sebagai pembangkit getaran suara. Ketika nilai konduktivitas berada di bagian atas spiral, pancaran menurunkan frekuensi resonansi alami pipa, dan ketika titik ini berada di bagian bawah, pancaran meningkatkan frekuensi resonansi alami pipa. Besarnya sudut yang mencirikan jeda fase bergantung pada skema mana – Helmholtz atau Rayleigh – eksitasi utama pipa dilakukan, dan ini, seperti telah ditunjukkan, ditentukan oleh nilai tekanan dan frekuensi. Namun, sudut ini, diukur dari sisi kanan sumbu horizontal (seperempat kanan), tidak pernah lebih besar dari nol secara signifikan.

Karena 360° di sekeliling keliling spiral berhubungan dengan jeda fase yang sama dengan panjang gelombang berliku-liku yang merambat di sepanjang aliran udara, besarnya jeda tersebut berkisar dari kurang dari seperempat panjang gelombang hingga hampir tiga perempat panjangnya. panjangnya akan terletak pada spiral dari garis tengah, yaitu di bagian itu, di mana pancaran bertindak sebagai pembangkit getaran suara. Kita juga telah melihat bahwa pada frekuensi konstan, jeda fase merupakan fungsi dari tekanan udara yang diinjeksikan, yang mempengaruhi kecepatan pancaran itu sendiri dan kecepatan rambat gelombang berliku-liku di sepanjang pancaran. Karena kecepatan gelombang tersebut adalah setengah kecepatan pancaran, yang berbanding lurus dengan akar kuadrat tekanan, perubahan fase pancaran sebesar setengah panjang gelombang hanya mungkin terjadi dengan perubahan tekanan yang signifikan. . Secara teoritis, tekanan dapat berubah hingga sembilan kali sebelum terompet berhenti mengeluarkan suara pada frekuensi dasarnya, kecuali jika kondisi lain terpenuhi. Namun dalam praktiknya, terompet mulai berbunyi pada frekuensi yang lebih tinggi sebelum mencapai batas perubahan tekanan yang lebih tinggi yang ditentukan.

Perlu dicatat bahwa untuk mengisi kembali kehilangan energi dalam pipa dan memastikan stabilitas suara, beberapa putaran spiral dapat bergerak jauh ke kiri. Terompet dapat dibunyikan hanya dengan satu putaran lagi, yang lokasinya setara dengan kira-kira tiga setengah gelombang di sungai. Karena konduktivitas senar pada titik ini rendah, bunyi yang dihasilkan lebih lemah dibandingkan bunyi apa pun yang berhubungan dengan titik di putaran luar heliks.

Bentuk spiral konduksi bisa menjadi lebih kompleks jika besarnya defleksi pada bibir atas melebihi lebar pancaran itu sendiri. Dalam hal ini, pancaran hampir seluruhnya terhembus keluar dari pipa dan tertiup kembali ke dalamnya pada setiap siklus pergerakan, dan jumlah energi yang diberikannya kepada gelombang pantulan di dalam pipa tidak lagi bergantung pada peningkatan amplitudo lebih lanjut. Dengan demikian, efisiensi string udara dalam mode menghasilkan getaran akustik menurun. Dalam hal ini, peningkatan amplitudo defleksi pancaran hanya menyebabkan penurunan spiral konduksi.

Penurunan efisiensi pancaran dengan peningkatan amplitudo defleksi disertai dengan peningkatan kehilangan energi pada pipa organ. Getaran di dalam pipa dengan cepat terjadi pada tingkat yang lebih rendah, di mana energi pancaran secara tepat mengkompensasi energi yang hilang di dalam pipa. Menarik untuk dicatat bahwa dalam banyak kasus, kehilangan energi akibat turbulensi dan viskositas secara signifikan melebihi kerugian yang terkait dengan hamburan gelombang suara melalui celah dan ujung pipa yang terbuka.

Bagian dari pipa organ tipe jangkauan, yang menunjukkan bahwa buluh memiliki lekukan untuk menciptakan gerakan turbulen aliran udara yang homogen. Pipa ini terbuat dari "logam bertanda" - paduan dengan kandungan timah yang tinggi dan penambahan timbal. Jika bahan lembaran dibuat dari paduan ini, pola khas melekat padanya, yang terlihat jelas di foto.

Tentu saja, sebenarnya bunyi pipa dalam suatu organ tidak terbatas pada satu frekuensi tertentu, tetapi juga mengandung bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi. Dapat dibuktikan bahwa nada tambahan ini merupakan harmonik yang tepat dari frekuensi dasar dan berbeda dengan faktor bilangan bulat. Dalam kondisi injeksi udara konstan, bentuk gelombang suara pada osiloskop tetap sama. Penyimpangan sekecil apa pun pada frekuensi harmonik dari nilai yang merupakan kelipatan frekuensi dasar menyebabkan perubahan bentuk gelombang secara bertahap namun terlihat jelas.

Fenomena ini menarik karena osilasi resonansi kolom udara dalam pipa organ, seperti pada pipa terbuka lainnya, diatur pada frekuensi yang agak berbeda dari frekuensi harmonik. Faktanya adalah dengan meningkatnya frekuensi, panjang kerja pipa menjadi sedikit lebih kecil karena perubahan aliran akustik di ujung pipa yang terbuka. Seperti yang akan ditunjukkan, nada tambahan dalam pipa organ diciptakan oleh interaksi aliran udara dan bibir celah, dan pipa itu sendiri berfungsi terutama sebagai resonator pasif untuk nada tambahan dengan frekuensi lebih tinggi.

Getaran resonansi dalam pipa tercipta ketika pergerakan udara paling besar pada bukaannya. Dengan kata lain, konduktivitas dalam pipa organa harus mencapai maksimum pada celahnya. Oleh karena itu, getaran resonansi dalam pipa dengan ujung panjang terbuka terjadi pada frekuensi di mana sejumlah bilangan bulat dari setengah gelombang getaran suara masuk ke dalam panjang pipa. Jika kita menyatakan frekuensi dasar sebagai F 1, maka frekuensi resonansi yang lebih tinggi akan menjadi 2 F 1 , 3F 1, dll. (Pada kenyataannya, seperti yang telah ditunjukkan, frekuensi resonansi yang lebih tinggi selalu sedikit lebih tinggi dari nilai-nilai ini.)

Dalam pipa dengan ujung terjauh yang tertutup atau teredam, osilasi resonansi terjadi pada frekuensi di mana jumlah seperempat panjang gelombang ganjil sesuai dengan panjang pipa. Oleh karena itu, untuk membunyikan nada yang sama, panjang pipa tertutup bisa setengah dari pipa terbuka, dan frekuensi resonansinya adalah F 1 , 3F 1 , 5F 1, dll.

Hasil pengaruh perubahan tekanan udara paksa terhadap bunyi pada pipa organ konvensional. Angka Romawi menunjukkan beberapa nada tambahan pertama. Mode terompet utama (berwarna) mencakup rentang suara normal yang seimbang pada tekanan normal. Saat tekanan meningkat, bunyi terompet berpindah ke nada tambahan kedua; Saat tekanan menurun, nada tambahan kedua yang melemah akan tercipta.

Sekarang mari kita kembali ke aliran udara di dalam pipa organ. Kita melihat bahwa gangguan gelombang frekuensi tinggi secara bertahap melemah seiring dengan bertambahnya lebar pancaran. Akibatnya, ujung pancaran di bibir atas berosilasi hampir secara sinusoidal pada frekuensi dasar suara pipa dan hampir tidak bergantung pada harmonik yang lebih tinggi dari osilasi medan akustik pada celah pipa. Namun, pergerakan jet yang sinusoidal tidak akan menghasilkan pergerakan aliran udara yang sama di dalam pipa, karena aliran tersebut “jenuh” karena, dengan penyimpangan ekstrim ke segala arah, ia mengalir sepenuhnya baik dari dalam atau luar. sisi bibir atas. Selain itu, bibir biasanya agak diimbangi dan tidak memotong aliran tepat di sepanjang bidang tengahnya, sehingga saturasinya menjadi asimetris. Oleh karena itu, osilasi aliran dalam pipa memiliki serangkaian harmonik frekuensi dasar yang lengkap dengan hubungan yang ditentukan secara ketat antara frekuensi dan fase, dan amplitudo relatif harmonik frekuensi tinggi ini dengan cepat meningkat seiring dengan meningkatnya amplitudo defleksi aliran udara.

Pada pipa organa biasa, besar defleksi aliran pada celahnya sepadan dengan lebar aliran pada bibir atas. Akibatnya, sejumlah besar nada tambahan tercipta dalam aliran udara. Jika bibir membagi aliran secara simetris, tidak akan ada nada tambahan dalam suara. Oleh karena itu, biasanya bibir diberi sedikit blending untuk mempertahankan semua warna tambahannya.

Seperti yang Anda duga, pipa terbuka dan tertutup menghasilkan kualitas suara yang berbeda. Frekuensi nada tambahan yang dihasilkan oleh pancaran adalah kelipatan frekuensi osilasi dasar pancaran. Kolom udara dalam pipa akan beresonansi kuat hingga nada tertentu hanya jika konduktivitas akustik pipa tinggi. Dalam hal ini, akan terjadi peningkatan amplitudo yang tajam pada frekuensi yang mendekati frekuensi nada atas. Oleh karena itu, dalam pipa tertutup, di mana hanya nada tambahan dengan jumlah frekuensi resonansi ganjil yang tercipta, semua nada tambahan lainnya akan ditekan. Hasilnya adalah suara “membosankan” yang khas dengan nada tambahan bernomor genap yang lemah, meskipun tidak sepenuhnya hilang. Sebaliknya, pipa terbuka menghasilkan suara yang “lebih ringan”, karena pipa tersebut mempertahankan semua nada tambahan yang berasal dari frekuensi dasar.

Sifat resonansi pipa sangat bergantung pada kehilangan energi. Rugi-rugi ini ada dua jenis: rugi-rugi akibat gesekan internal dan perpindahan panas, serta rugi-rugi akibat radiasi melalui celah dan ujung pipa yang terbuka. Kerugian tipe pertama lebih signifikan pada pipa sempit dan pada frekuensi getaran rendah. Untuk pipa lebar dan pada frekuensi getaran tinggi, kerugian tipe kedua cukup signifikan.

Pengaruh letak bibir terhadap penciptaan nada tambahan menunjukkan perlunya menggerakkan bibir. Jika bibir membagi pancaran secara ketat di sepanjang bidang pusat, hanya suara frekuensi dasar (I) dan nada atas ketiga (III) yang akan tercipta di dalam pipa. Saat bibir digerakkan, seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus, nada tambahan kedua dan keempat muncul, yang secara signifikan memperkaya kualitas suara.

Oleh karena itu, untuk panjang pipa tertentu, dan oleh karena itu frekuensi dasar tertentu, pipa lebar hanya dapat berfungsi sebagai resonator yang baik untuk nada dasar dan beberapa nada tambahan berikutnya, membentuk suara “seperti seruling” yang teredam. Pipa sempit berfungsi sebagai resonator yang baik untuk rentang nada tambahan yang luas, dan karena radiasi pada frekuensi tinggi terjadi lebih intens daripada pada frekuensi rendah, maka dihasilkanlah suara “string” bernada tinggi. Di antara kedua bunyi ini terdapat bunyi yang nyaring dan kaya, ciri khas organ yang baik, yang diciptakan oleh apa yang disebut prinsipal atau rentang.

Selain itu, organ besar mungkin memiliki deretan pipa dengan badan berbentuk kerucut, sumbat berlubang, atau variasi bentuk geometris lainnya. Desain seperti itu dimaksudkan untuk memodifikasi frekuensi resonansi pipa, dan terkadang untuk meningkatkan jangkauan nada tambahan frekuensi tinggi untuk mendapatkan timbre dengan pewarnaan suara khusus. Pemilihan bahan pembuat pipa tidak terlalu penting.

Ada banyak kemungkinan jenis getaran udara di dalam pipa, dan ini semakin memperumit sifat akustik pipa. Misalnya, ketika tekanan udara dalam pipa terbuka meningkat sedemikian rupa sehingga nada tambahan pertama akan tercipta di dalam pancaran F 1 seperempat panjang gelombang utama, titik pada spiral konduksi yang sesuai dengan nada tambahan ini akan berpindah ke bagian kanannya dan pancaran akan berhenti menghasilkan nada tambahan pada frekuensi ini. Pada saat yang sama, frekuensi nada atas kedua adalah 2 F 1 sama dengan setengah gelombang pada pancaran, dan bisa stabil. Oleh karena itu, bunyi terompet akan bergeser ke nada atas kedua, hampir satu oktaf penuh di atas nada pertama, dan frekuensi getaran yang tepat akan bergantung pada frekuensi resonansi pipa dan tekanan injeksi udara.

Peningkatan lebih lanjut dalam tekanan injeksi dapat menyebabkan pembentukan nada tambahan berikut 3 F 1, asalkan bibir “undercut” tidak terlalu besar. Di sisi lain, sering terjadi bahwa tekanan rendah, yang tidak cukup untuk membentuk nada dasar, secara bertahap menciptakan salah satu nada tambahan pada putaran kedua spiral konduksi. Suara seperti itu, yang dihasilkan ketika tekanan berlebih atau tidak mencukupi, menarik untuk penelitian laboratorium, tetapi sangat jarang digunakan di organ itu sendiri, hanya untuk mencapai efek khusus.

Pemandangan gelombang berdiri pada resonansi dalam pipa dengan ujung atas terbuka dan tertutup. Lebar setiap garis berwarna sesuai dengan amplitudo getaran di berbagai bagian pipa. Panah menunjukkan arah pergerakan udara selama setengah siklus osilasi; pada paruh kedua siklus arah pergerakannya dibalik. Angka romawi menunjukkan bilangan harmonik. Untuk pipa terbuka, semua harmonik pada frekuensi dasar beresonansi. Pipa tertutup harus panjangnya setengahnya untuk menghasilkan nada yang sama, tetapi hanya harmonik ganjil yang beresonansi. Geometri kompleks dari "mulut" pipa agak mendistorsi konfigurasi gelombang yang lebih dekat ke ujung bawah pipa, tanpa mengubahnya « utama » karakter.

Setelah master membuat satu pipa dalam pembuatan organ yang memiliki suara yang dibutuhkan, tugas utama dan tersulitnya adalah membuat seluruh rangkaian pipa dengan volume dan suara harmonis yang sesuai di seluruh rentang musik keyboard. Hal ini tidak dapat dicapai dengan sekumpulan pipa sederhana dengan geometri yang sama, hanya berbeda ukurannya, karena pada pipa tersebut kehilangan energi akibat gesekan dan radiasi akan berdampak berbeda pada osilasi frekuensi yang berbeda. Untuk memastikan konsistensi sifat akustik di seluruh rentang, sejumlah parameter perlu divariasikan. Diameter pipa berubah seiring panjangnya dan bergantung padanya sebagai pangkat dengan eksponen k, dimana k kurang dari 1. Oleh karena itu, pipa bass yang panjang dibuat lebih sempit. Nilai k yang dihitung adalah 5/6 atau 0,83, tetapi dengan mempertimbangkan karakteristik psikofisik pendengaran manusia, maka harus diturunkan menjadi 0,75. Nilai k ini sangat dekat dengan nilai yang ditentukan secara empiris oleh para ahli organ besar pada abad ke-17 dan ke-18.

Sebagai kesimpulan, kami akan mempertimbangkan pertanyaan penting dari sudut pandang permainan organ: bagaimana mengontrol suara banyak pipa dalam organ besar. Mekanisme dasar kontrol ini sederhana dan menyerupai baris dan kolom suatu matriks. Pipa-pipa yang disusun menurut register sesuai dengan baris-baris matriks. Semua pipa dengan register yang sama memiliki timbre yang sama, dan setiap pipa berhubungan dengan satu nada pada keyboard tangan atau kaki. Pasokan udara ke pipa-pipa dari setiap register diatur oleh tuas khusus, di mana nama register ditunjukkan, dan pasokan udara langsung ke pipa-pipa yang terkait dengan catatan tertentu dan membentuk kolom matriks diatur oleh yang sesuai. tombol pada keyboard. Terompet hanya akan berbunyi jika tuas register tempatnya berada digerakkan dan tombol yang diinginkan ditekan.

Penempatan pipa organ menyerupai baris dan kolom suatu matriks. Dalam diagram yang disederhanakan ini, setiap baris, yang disebut register, terdiri dari jenis pipa yang sama, yang masing-masing menghasilkan satu nada (bagian atas diagram). Setiap kolom yang dikaitkan dengan satu not pada keyboard (bagian bawah diagram) mencakup berbagai jenis pipa (bagian kiri diagram). Sebuah tuas di konsol (sisi kanan diagram) menyediakan akses udara ke semua pipa register, dan dengan menekan tombol pada keyboard, udara dipompa ke semua pipa dengan nada tertentu. Akses udara ke pipa hanya dimungkinkan bila baris dan kolom dihidupkan secara bersamaan.

Saat ini, berbagai cara untuk mengimplementasikan skema tersebut dapat digunakan dengan menggunakan perangkat logika digital dan katup yang dikontrol secara elektrik pada setiap pipa. Organ yang lebih tua menggunakan tuas mekanis sederhana dan katup pelat untuk memasok udara ke saluran utama dan slide mekanis berlubang untuk mengontrol aliran udara ke seluruh register. Sistem mekanis yang sederhana dan andal ini, selain keunggulan desainnya, memungkinkan pemain organ mengatur kecepatan pembukaan semua katup secara mandiri dan, seolah-olah, membuat alat musik yang terlalu mekanis ini lebih familiar baginya.

Pada abad ke-19 dan awal abad ke-20. Organ besar dibuat dengan segala jenis perangkat elektromekanis dan elektropneumatik, tetapi baru-baru ini preferensi kembali diberikan pada transmisi mekanis dari kunci dan pedal, dan perangkat elektronik kompleks digunakan untuk mengaktifkan kombinasi register secara bersamaan saat memainkan organ. Misalnya, organ mekanis terbesar di dunia dipasang di ruang konser Sydney Opera House pada tahun 1979. Organ ini memiliki 10.500 pipa di 205 stop, didistribusikan ke dalam lima keyboard tangan dan satu keyboard kaki. Pengendalian kunci dilakukan secara mekanis, namun diduplikasi melalui transmisi elektrik yang dapat disambungkan. Berkat ini, penampilan organis dapat direkam dalam bentuk digital yang dikodekan, yang kemudian dapat digunakan untuk memutar ulang penampilan asli pada organ secara otomatis. Register dan kombinasinya dikontrol menggunakan perangkat listrik atau elektro-pneumatik dan mikroprosesor dengan memori, yang memungkinkan program kontrol divariasikan secara luas. Dengan demikian, kekayaan suara yang luar biasa dari organ yang agung diciptakan oleh kombinasi pencapaian paling maju dari teknologi modern dan teknik serta prinsip tradisional yang telah digunakan selama berabad-abad oleh para ahli di masa lalu.

Alat musik tiup keyboard ini, menurut deskripsi kiasan dari V.V. Stasov, “... secara khusus dicirikan oleh perwujudan dalam gambar musik dan bentuk aspirasi semangat kita akan keagungan yang kolosal dan tak terhingga; Hanya Dialah yang memiliki suara-suara menakjubkan, gemuruh, suara agung yang berbicara seolah-olah berasal dari keabadian, yang ekspresi yang mustahil dilakukan oleh instrumen lain, orkestra mana pun.”

Di panggung ruang konser Anda melihat fasad organ dengan bagian pipa. Ratusan di antaranya terletak di belakang fasadnya, disusun berjenjang ke atas dan ke bawah, ke kanan dan ke kiri, dan memanjang dalam barisan hingga ke kedalaman ruangan yang luas. Beberapa pipa diposisikan secara horizontal, yang lain secara vertikal, dan bahkan ada yang digantung pada pengait. Pada organ modern, jumlah pipa mencapai 30.000. Yang terbesar tingginya lebih dari 10 m, yang terkecil 10 mm. Selain itu, organ ini memiliki mekanisme injeksi udara - penghembus dan saluran udara; mimbar tempat pemain organ duduk dan tempat sistem kendali instrumen terkonsentrasi.

Suara organ memberikan kesan yang luar biasa. Instrumen raksasa ini memiliki banyak nada berbeda. Ini seperti keseluruhan orkestra. Faktanya, jangkauan organ melebihi jangkauan semua instrumen dalam orkestra. Warna suara ini atau itu bergantung pada struktur pipa. Seperangkat pipa dengan timbre tunggal disebut register. Jumlahnya pada instrumen besar mencapai 200. Namun yang utama adalah kombinasi beberapa register menimbulkan warna suara baru, timbre baru, tidak mirip dengan aslinya. Organ ini memiliki beberapa (dari 2 hingga 7) keyboard manual - manual, disusun seperti teras. Mereka berbeda satu sama lain dalam pewarnaan timbre dan komposisi register. Keyboard khusus adalah pedal kaki. Ini memiliki 32 tombol untuk bermain jari kaki dan tumit. Secara tradisional, pedal digunakan sebagai suara terendah, bass, namun terkadang juga berfungsi sebagai salah satu suara tengah. Ada juga tuas pengalih register di mimbar. Biasanya pemain dibantu oleh satu atau dua asisten; mereka berganti register. Instrumen terbaru menggunakan perangkat "memori", berkat itu Anda dapat memilih kombinasi register tertentu terlebih dahulu dan pada saat yang tepat, dengan menekan sebuah tombol, membuatnya berbunyi.

Organ selalu dibangun untuk lokasi tertentu. Para master menyediakan semua fiturnya, akustik, dimensi, dll. Oleh karena itu, tidak ada dua instrumen yang identik di dunia, masing-masing adalah ciptaan unik sang master. Salah satu yang terbaik adalah organ Katedral Kubah di Riga.

Musik organ ditulis pada tiga paranada. Dua di antaranya memperbaiki sejumlah manual, satu untuk pedal. Catatan tidak menunjukkan pendaftaran karya: pemainnya sendiri mencari teknik paling ekspresif untuk mengungkap citra artistik komposisi. Dengan demikian, organis seolah-olah menjadi rekan penulis komposer dalam instrumentasi (pendaftaran) karyanya. Organ ini memungkinkan Anda meregangkan suara atau akord selama yang Anda suka dengan volume konstan. Ciri ini memperoleh ekspresi artistiknya dalam munculnya teknik titik organ: dengan suara bass yang konstan, melodi dan harmoni berkembang. Musisi pada instrumen apa pun menciptakan nuansa dinamis dalam setiap frasa musik. Warna suara organ tidak berubah terlepas dari kekuatan penekanan tombol, sehingga pemain menggunakan teknik khusus untuk menggambarkan awal dan akhir frasa, dan logika struktur dalam frasa itu sendiri. Kemampuan untuk menggabungkan warna nada yang berbeda pada saat yang sama mengarah pada komposisi karya untuk organ yang didominasi sifat polifonik (lihat Polifoni).

Organ tersebut telah dikenal sejak zaman dahulu kala. Pembuatan organ pertama dilakukan oleh mekanik dari Alexandria Ctesibius, yang hidup pada abad ke-3. SM e. Itu adalah organ air - hidraulos. Tekanan kolom air menjamin keseragaman tekanan udara yang masuk ke pipa-pipa yang berbunyi. Belakangan, sebuah organ ditemukan di mana udara disuplai ke dalam pipa menggunakan bellow. Sebelum munculnya penggerak listrik, udara dipompa ke dalam pipa oleh pekerja khusus - calcantes. Pada Abad Pertengahan, selain organ besar, ada juga organ kecil - regalis dan portable (dari bahasa Latin "porto" - "carry"). Secara bertahap instrumen ini ditingkatkan dan pada abad ke-16. memperoleh penampilan yang hampir modern.

Banyak komposer menulis musik untuk organ tersebut. Seni organ mencapai puncak tertingginya pada akhir abad ke-17 - paruh pertama abad ke-18. dalam karya komposer seperti I. Pachelbel, D. Buxtehude, D. Frescobaldi, G. F. Handel, J. S. Bach. Bach menciptakan karya-karya yang kedalaman dan kesempurnaannya tak tertandingi. Di Rusia, M.I. Glinka menaruh perhatian besar pada organ. Ia memainkan alat musik ini dengan indah dan membuat transkripsi berbagai karya untuknya.

Di negara kita, organ dapat didengar di ruang konser di Moskow, Leningrad, Kyiv, Riga, Tallinn, Gorky, Vilnius, dan banyak kota lainnya. Organis Soviet dan asing menampilkan karya tidak hanya oleh para master kuno, tetapi juga oleh komposer Soviet.

Organ listrik juga sedang dibangun sekarang. Namun prinsip pengoperasian alat musik ini berbeda: bunyi timbul karena generator listrik dengan berbagai desain (lihat Alat musik listrik).

Dalam bahasa Latin organum tekanannya jatuh pada suku kata pertama (seperti dalam prototipe Yunaninya).
Rentang frekuensi organ angin, dengan mempertimbangkan nada tambahan, mencakup hampir sepuluh oktaf - dari 16 Hz hingga 14000 Hz, yang tidak memiliki analogi di antara alat musik lainnya. Rentang dinamis organ angin sekitar 85-90 dB, nilai maksimum tingkat tekanan suara mencapai 110-115 dB-C.
Douglas E. Bush, Richard Kassel. Organ: Sebuah ensiklopedia. New York/London: 2006. ISBN 978-0-415-94174-7
“Suara organ tidak bergerak, mekanis dan tidak berubah. Tanpa menyerah pada penyelesaian yang melunakkan apa pun, ia mengedepankan realitas perpecahan, sangat mementingkan hubungan duniawi yang sekecil apa pun. Namun jika waktu adalah satu-satunya bahan plastik dalam kinerja organ, maka syarat utama teknik organ adalah keakuratan kronometri gerakan.” (Braudo, I.A., Tentang musik organ dan keyboard - L., 1976, hal. 89)
Nicholas Thistlethwaite, Geoffrey Webber. Pendamping organ Cambridge. Cambridge University Press, 1998. ISBN 978-0-521-57584-3
Praetogius M. “Syntagma musicum”, jilid 2, Wolffenbuttel, 1919, hal. 99.
Riemann G. Katekismus Sejarah Musik. Bagian 1.M., 1896.Hal.20.
Hubungan antara seruling Pan dan gagasan organ paling jelas terlihat dalam epigram antologi Kaisar Flavius Claudius Julian (331-363): “Saya melihat buluh jenis baru tumbuh terpisah di satu bidang logam. . Mereka mengeluarkan suara bukan dari nafas kita, tapi dari angin, yang keluar dari reservoir kasar yang terletak di bawah akarnya, sementara jari-jari ringan manusia fana yang kuat mengalir melalui lubang harmonik…” (Dikutip dari artikel “On the Asal Organ.” - Penyandang cacat “Rusia”, 1848, 29 Juli, No. 165).
“Ada 13 atau 24 tabung bambu yang dipasangi buluh logam (perunggu). Setiap tabung berukuran 1/3 lebih kecil dari tabung berikutnya. Himpunan ini disebut piao-xiao. Tabung-tabung tersebut dimasukkan ke dalam tangki yang terbuat dari labu yang dilubangi (kemudian dibuat dari kayu atau logam). Suara tersebut dihasilkan dengan cara meniup ke dalam reservoir dan menghirup udara.” (Modr A. Alat Musik. M., 1959, hal. 148).
Pialang 2005, hal. 190: “Istilah organum menunjukkan praktik musik polifonik dan organ, yang pada Abad Pertengahan memiliki pipa drone. Ini bisa menjadi model ketika tiba saatnya untuk memanggil hurdy-gurdy, karena jenis polifoninya mungkin tidak jauh berbeda dengan hurdy-gurdy. “Organistrum” kemudian dapat dipahami sebagai instrumen yang identik atau mirip dengan organ. Hugh Riemann menafsirkan nama itu dengan cara ini ketika dia melihatnya sebagai kependekan dari "organum". Ia berpikir bahwa, sama seperti "penyair" yang berasal dari "penyair", "organistrum" berasal dari "organum" dan aslinya berarti "organ kecil". Istilah "organum" menunjukkan praktik musik polifonik dan juga organ, yang pada Abad Pertengahan memiliki pipa drone. Ini bisa menjadi model ketika tiba saatnya memberi nama hurdy-gurdy, karena jenis polifoninya mungkin tidak jauh berbeda dengan hurdy-gurdy. “Organistrum” kemudian dapat dipahami sebagai instrumen yang identik atau mirip dengan organ. Hug Riemann menafsirkan nama itu dengan cara ini ketika dia melihatnya sebagai kependekan dari "organum". Dia berpikir bahwa, mirip dengan "penyair" yang berasal dari "penyair", "organistrum" berasal dari "organum" dan aslinya berarti "organ kecil".)»
Setiap instrumen memiliki gambarannya sendiri, deskripsi bentuk dan penampilan, serta interpretasi alegoris, yang diperlukan untuk semacam “pengudusan” instrumen alkitabiah agar dapat memasuki kultus Kristen. Instrumen Jerome terakhir kali disebutkan dalam risalah M. Praetorius Sintagma musicum-II; ia mengambil penggalan ini dari risalah S. Virdung Musica getutscht 1511. Deskripsi tersebut pertama-tama menekankan kemerduan instrumen yang luar biasa keras, oleh karena itu disamakan dengan organ orang Yahudi, yang terdengar dari Yerusalem hingga Bukit Zaitun (parafrase dari Talmud “Dari Yerikho terdengar…”) . Digambarkan sebagai rongga yang terdiri dari dua kulit dengan dua belas hembusan yang memompa udara ke dalamnya dan dua belas tabung tembaga yang mengeluarkan "lolongan menggelegar" - sejenis bagpipe. Gambar selanjutnya menggabungkan elemen bagpipe dan organ. Bulu seringkali tidak digambarkan; kunci dan pipa dapat digambarkan dengan sangat konvensional. Virdung antara lain juga membalikkan gambar itu, karena kemungkinan besar dia menyalinnya dari sumber lain dan dia tidak tahu alat musik apa itu.
Chris Riley. Panduan Organ Modern. Xulon Press, 2006. ISBN 978-1-59781-667-0
William Harrison Barnes. Organ Amerika Kontemporer - Evolusi, Desain dan Konstruksinya. 2007. ISBN 978-1-4067-6023-1
apel 1969, hal. 396: "dijelaskan dalam sebuah risalah abad ke-10 yang berjudul (G.S. i, 303, yang dikaitkan dengan Oddo dari Cluny) dijelaskan dalam risalah abad ke-10 yang berjudul Konstruksi Organistrum Quomodo (G.S. i, 303 yang dikaitkan dengan Oddo dari Cluny))»
Orpha Caroline Ochse. Sejarah Organ di Amerika Serikat. Indiana University Press, 1988. ISBN 978-0-253-20495-0
Sistem MIDI virtual "Hauptwerk"
Kamneedov 2012: “Setiap sakelar yang digerakkan oleh tombol terhubung ke berbagai penggeser register, atau drawbar.”
? Pengantar Drawbars: “Slider adalah jantung dan jiwa dari suara organ Hammond Anda. Ada dua set sembilan penggeser, terkadang disebut sebagai bilah nada, untuk manual atas dan bawah, dan dua penggeser pedal yang terletak di antara manual atas dan tampilan pusat informasi. (Bahasa inggris) Drawbars adalah inti dan jiwa dari suara Organ Hammond Anda. Terdapat dua set yang terdiri dari sembilan Drawbar, terkadang disebut sebagai Tonebar, untuk Manual Atas dan Bawah dan dua Drawbar untuk Pedal, terletak di antara Manual Atas dan Tampilan Pusat Informasi)»
HammondWiki 2011: "Organ Hammond pada awalnya dikembangkan untuk bersaing dengan organ pipa. Slider adalah inovasi unik dari instrumen keyboard Hammond (tombol register atau pintasan digunakan untuk mengontrol aliran udara di pipa organ angin)... Organ Hammond awalnya dikembangkan untuk bersaing dengan organ pipa. Sebagian besar pembahasan berikut ini lebih mudah dipahami jika Anda memiliki sedikit pengetahuan tentang terminologi organ pipa. Berikut tautan ke Kursus Singkat Konsep dan Terminologi Mengenai Organ Hammond, pipa organ paling sering menggunakan tombol atau tab penghenti untuk mengontrol aliran udara ke dalam rangkaian pipa tertentu. Pipa dapat berbunyi seruling dengan sedikit harmonik atau reedy dengan banyak harmonik dan banyak kualitas nada berbeda di antaranya. Penghentinya ada dua kontrol posisi; mati.Pemain organ memadukan suara yang dihasilkan oleh barisan pipa dengan membuka atau menutup penahannya. Organ Hammond memadukan nada gelombang sinus yang relatif murni yang dihasilkan oleh ToneGenerator untuk menghasilkan suara yang meniru organ pipa secara harmonis (tentunya organis Jazz, Blues, dan Rock tidak selalu tertarik untuk meniru organ pipa). Organis Hammond memadukan harmonik ini dengan mengatur posisi drawbar yang menambah atau mengurangi volume harmonik dalam campuran. .
Orkestra mencakup berbagai organ mekanis yang dapat dimainkan sendiri, yang dikenal di Jerman dengan nama: Spieluhr, Mechanische Orgel, ein mechanisches Musikwerk, ein Orgelwerk in eine Uhr, eine Walze in eine kleine Orgel, Flötenuhr, Laufwerk, dll. Haydn dan Mozart menulis khusus untuk instrumen ini, Beethoven. (Ensiklopedia Musik. - M.: Ensiklopedia Soviet, Komposer Soviet. Diedit oleh Yu.V. Keldysh. 1973-1982.)
Spillane 1892, cc. 642-3: “Keunikan organ kabinet (salon) Amerika terutama terletak pada sistem struktur buluh yang ditemukan di negara ini, dengan bantuan yang mengubah nada suara, yang membedakan organ ini dari instrumen buluh yang dibuat di luar negeri. Namun, beberapa ciri lain dalam struktur internal dan dekorasi luarnya membedakannya dari instrumen buluh yang disebut harmonium. “Bulang bebas”, seperti yang pertama kali digunakan dalam akordeon dan seraphin Amerika, sama sekali bukan penemuan internal, seperti yang diklaim oleh para penulis dengan gegabah. Itu digunakan oleh pembuat organ pipa Eropa untuk efek register, serta pada instrumen keyboard individu sebelum tahun 1800. Nama "buluh bebas" diambil untuk membedakannya dari "buluh pemecah" pada klarinet dan "buluh ganda" pada oboe dan bassoon. Individualitas organ ruang tamu Amerika sebagian besar terletak pada sistem struktur buluh yang ditemukan di negara ini, di mana nada telah berevolusi sehingga mudah dibedakan dari yang dihasilkan oleh instrumen buluh yang dibuat di luar negeri. Namun, beberapa fitur lain dalam konstruksi interior dan eksterior membedakannya dari instrumen buluh yang disebut harmonium. "Bulang bebas", seperti yang pertama kali diterapkan pada akordeon dan seraphine Amerika, sama sekali bukan penemuan dalam negeri, seperti yang ditegaskan oleh para penulis secara sembarangan. Ini digunakan oleh pembuat organ pipa Eropa untuk efek penghentian, dan juga dalam instrumen papan kunci terpisah, sebelum tahun 1800. Nama "buluh bebas" diambil untuk membedakannya dari "buluh pemukul" dari klarinet dan "buluh ganda". "buluh" dari wallpaper dan basson)»

Organ merupakan alat musik yang disebut sebagai “raja musik”. Keagungan suaranya diekspresikan dalam dampak emosionalnya terhadap pendengarnya yang tiada bandingannya. Selain itu, alat musik terbesar di dunia adalah organ, dan memiliki sistem kendali paling canggih. Tinggi dan panjangnya sama dengan ukuran dinding dari pondasi hingga atap pada bangunan besar - kuil atau gedung konser.

Sumber daya ekspresif organ ini memungkinkannya menciptakan musik dengan beragam konten: mulai dari pemikiran tentang Tuhan dan kosmos hingga refleksi intim yang halus dari jiwa manusia.

Organ merupakan alat musik dengan sejarah yang unik. Usianya sekitar 28 abad. Dalam satu artikel tidak mungkin untuk menelusuri jalur besar instrumen ini dalam seni. Kami telah membatasi diri pada garis besar singkat asal usul suatu organ dari zaman kuno hingga abad-abad ketika organ tersebut memperoleh penampilan dan sifat-sifat yang diketahui hingga saat ini.

Pendahulu organ dalam sejarah adalah instrumen seruling Pan yang sampai kepada kita (dinamai menurut orang yang menciptakannya, sebagaimana disebutkan dalam mitos). Kemunculan seruling Pan diperkirakan berasal dari abad ke-7 SM, namun usia sebenarnya mungkin jauh lebih tua.

Ini adalah nama alat musik yang terdiri dari tabung buluh dengan panjang berbeda-beda yang diletakkan bersebelahan secara vertikal. Permukaan sampingnya berdekatan satu sama lain, dan melintangnya disatukan oleh sabuk yang terbuat dari bahan kuat atau papan kayu. Pemain meniupkan udara dari atas melalui lubang-lubang di tabung, dan mereka berbunyi - masing-masing dengan ketinggiannya sendiri. Seorang ahli permainan sejati dapat menggunakan dua atau bahkan tiga pipa sekaligus untuk mengekstrak suara secara bersamaan dan mendapatkan interval dua suara atau, dengan keahlian khusus, akord tiga suara.

Pan Flute mewakili keinginan abadi manusia akan penemuan, khususnya dalam seni, dan keinginan untuk meningkatkan kemampuan ekspresif musik. Sebelum instrumen ini muncul di panggung sejarah, musisi paling kuno memiliki seruling memanjang yang lebih primitif - pipa sederhana dengan lubang untuk jari. Kemampuan teknis mereka kecil. Pada seruling memanjang tidak mungkin menghasilkan dua suara atau lebih pada saat yang bersamaan.

Fakta berikut juga mendukung suara seruling Pan yang lebih sempurna. Cara meniupkan udara ke dalamnya adalah non-kontak; aliran udara disuplai oleh bibir dari jarak tertentu, yang menciptakan efek timbre khusus dari suara mistis. Semua pendahulu organ adalah alat musik tiup, mis. menggunakan kekuatan pernapasan yang terkendali untuk menciptakan Selanjutnya, fitur-fitur ini - polifoni dan timbre "pernapasan" yang sangat fantastis - diwarisi dalam palet suara organ. Mereka adalah dasar dari kemampuan unik suara organ untuk membuat pendengarnya kesurupan.

Lima abad berlalu dari kemunculan seruling Pan hingga penemuan organ pendahulu berikutnya. Selama ini, para ahli produksi suara angin telah menemukan cara untuk meningkatkan waktu pernafasan manusia yang terbatas tanpa batas.

Pada instrumen baru, udara disuplai menggunakan bellow kulit - mirip dengan yang digunakan oleh pandai besi untuk memompa udara.

Ada juga kemampuan untuk mendukung dua suara dan tiga suara secara otomatis. Satu atau dua suara - yang lebih rendah - terus mengeluarkan suara tanpa gangguan, yang nadanya tidak berubah. Suara-suara ini, yang disebut "bourdons" atau "faubourdons", diambil tanpa partisipasi suara, langsung dari tiupan melalui lubang yang terbuka di dalamnya dan merupakan sesuatu seperti latar belakang. Nantinya mereka akan mendapat nama “organ point”.

Suara pertama, berkat metode yang sudah diketahui untuk menutup lubang pada sisipan “berbentuk seruling” terpisah di bagian tiupan, mampu memainkan melodi yang cukup beragam dan bahkan virtuoso. Pelaku meniupkan udara ke dalam sisipan dengan bibirnya. Berbeda dengan Bourdon, melodi diekstraksi menggunakan metode kontak. Oleh karena itu, tidak ada sentuhan mistisisme di dalamnya - diambil alih oleh gema Bourdon.

Alat musik ini mendapatkan popularitas yang besar, terutama dalam kesenian rakyat, serta di kalangan musisi keliling, dan mulai disebut bagpipe. Berkat penemuannya, suara organ masa depan memperoleh perluasan yang hampir tak terbatas. Saat pemain memompa udara dengan tiupan, suaranya tidak mengganggu.

Dengan demikian, tiga dari empat sifat suara masa depan dari "raja instrumen" muncul: polifoni, keunikan timbre yang mistis, dan panjang absolut.

Sejak abad ke-2 SM. muncul desain yang semakin mendekati gambaran suatu organ. Untuk memompa udara, penemu Yunani Ctesebius menciptakan penggerak hidrolik. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan kekuatan suara dan menyediakan instrumen kolosal yang baru lahir dengan pipa suara yang agak panjang. Organ hidrolik menjadi keras dan keras di telinga. Dengan sifat suara seperti itu, banyak digunakan dalam pertunjukan massal (balapan hipodrom, pertunjukan sirkus, misteri) di kalangan orang Yunani dan Romawi. Dengan munculnya agama Kristen awal, gagasan memompa udara melalui tiupan kembali muncul: suara dari mekanisme ini lebih hidup dan “manusiawi”.

Faktanya, pada tahap ini, ciri-ciri utama suara organ dapat dianggap terbentuk: tekstur polifonik, sangat menarik perhatian, panjang yang belum pernah terjadi sebelumnya, dan kekuatan khusus yang cocok untuk menarik banyak orang.

Tujuh abad berikutnya sangat menentukan bagi organ tersebut dalam arti bahwa Gereja Kristen menjadi tertarik pada kemampuannya, dan kemudian dengan tegas “mengambil alih” dan mengembangkannya. Organ itu ditakdirkan untuk menjadi instrumen dakwah massal, seperti yang masih ada hingga saat ini. Untuk mencapai tujuan ini, transformasinya dilakukan melalui dua jalur.

Pertama. Dimensi fisik dan kemampuan akustik instrumen telah mencapai tingkat yang luar biasa. Sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangan arsitektur candi, aspek arsitektur dan musik mengalami kemajuan pesat. Mereka mulai memasang organ tersebut di dinding gereja, dan suaranya yang menggelegar meredam dan mengejutkan imajinasi umat paroki.

Jumlah pipa organ yang kini terbuat dari kayu dan logam mencapai beberapa ribu. Warna nada organ memperoleh rentang emosi yang luas - mulai dari kemiripan Suara Tuhan hingga pengungkapan individualitas agama yang tenang.

Kemampuan suara yang sebelumnya diperoleh sepanjang jalur sejarah diperlukan dalam penggunaan gereja. Polifoni organ memungkinkan musik yang semakin kompleks mencerminkan jalinan beragam latihan spiritual. Panjang dan intensitas nadanya mengagungkan aspek pernapasan hidup, mendekatkan sifat suara organ dengan pengalaman hidup manusia.

Dari tahap ini, organ menjadi alat musik yang memiliki kekuatan persuasif yang sangat besar.

Arah kedua dalam pengembangan instrumen mengikuti jalur peningkatan kemampuan virtuosonya.

Untuk mengelola ribuan pipa, diperlukan mekanisme baru yang fundamental, yang memungkinkan pelakunya mengatasi kekayaan yang tak terhitung jumlahnya ini. Sejarah sendiri menyarankan solusi yang tepat: gagasan koordinasi keyboard dari seluruh rangkaian suara muncul dan diadaptasi secara luar biasa ke perangkat "raja musik". Mulai sekarang, organ menjadi alat musik tiup keyboard.

Kontrol raksasa terkonsentrasi di belakang konsol khusus, yang menggabungkan kemampuan luar biasa dari teknologi keyboard dan penemuan cerdik para ahli organ. Di depan pemain organ sekarang ditempatkan secara bertahap - satu di atas yang lain - dari dua hingga tujuh keyboard. Di bawah, dekat lantai di bawah kaki Anda, terdapat keyboard pedal besar untuk mengekstraksi nada rendah. Mereka memainkannya dengan kaki mereka. Oleh karena itu, teknik organis membutuhkan keterampilan yang tinggi. Kursi pemainnya berupa bangku panjang yang diletakkan di atas pedal keyboard.

Kombinasi pipa dikendalikan oleh mekanisme register. Di dekat keyboard terdapat tombol atau pegangan khusus yang masing-masing mengaktifkan puluhan, ratusan, bahkan ribuan pipa secara bersamaan. Agar pemain organ tidak terganggu dengan berpindah register, ia memiliki asisten - biasanya seorang siswa yang harus memahami dasar-dasar bermain organ.

Organ memulai prosesi kemenangan dalam budaya seni dunia. Pada abad ke-17 ia telah mencapai puncaknya dan mencapai ketinggian musik yang belum pernah terjadi sebelumnya. Setelah seni organ diabadikan dalam karya Johann Sebastian Bach, kehebatan alat musik ini tetap tak tertandingi hingga saat ini. Saat ini, organ adalah alat musik dalam sejarah terkini.

Organ adalah alat musik tiup keyboard. Organ dianggap sebagai raja alat musik. Sulit untuk menemukan instrumen sebesar, kompleks, dan kaya akan warna suara.

Organ adalah salah satu instrumen tertua. Nenek moyangnya dianggap bagpipe dan seruling panci kayu. Dalam kronik tertua Yunani abad ketiga SM disebutkan tentang organ air - hidraulos. Disebut air karena udara dialirkan melalui pipa-pipa dengan menggunakan pompa air. Itu bisa mengeluarkan suara yang sangat keras dan menusuk, sehingga orang Yunani dan Romawi menggunakannya di pacuan kuda, selama pertunjukan sirkus, dengan kata lain, di mana banyak orang berkumpul.

Sudah di abad-abad pertama zaman kita, pompa air digantikan oleh penghembus kulit, yang memaksa udara masuk ke dalam pipa. Pada abad ke-7 M, atas izin Paus Vitalianus, organ tubuh mulai digunakan untuk ibadah di Gereja Katolik. Namun dimainkan hanya pada hari-hari libur tertentu, karena organnya terdengar sangat keras dan suaranya tidak lembut. Setelah 500 tahun, organ tersebut mulai menyebar ke seluruh Eropa. Tampilan alatnya juga berubah: pipa lebih banyak, muncul keyboard (sebelumnya tuts diganti dengan pelat kayu lebar).

Pada abad ke-17 dan ke-18, organ dibangun di hampir semua katedral besar di Eropa. Komposer telah menciptakan banyak sekali karya untuk instrumen ini. Selain musik sakral, seluruh konser musik sekuler mulai ditulis untuk organ tersebut. Organ mulai diperbaiki.

Puncak dari “konstruksi organ” adalah instrumen dengan 33.112 pipa dan tujuh keyboard. Organ semacam itu dibuat di Amerika di Atlantic City, tetapi sangat sulit untuk dimainkan, sehingga organ tersebut tetap menjadi satu-satunya “raja organ” dari jenisnya; tidak ada orang lain yang mencoba membuat instrumen sebesar itu.

Proses produksi suara pada suatu organ sangatlah kompleks. Ada dua jenis keyboard di mimbar organ: manual (ada 1 hingga 5) dan dioperasikan dengan kaki. Selain keyboard, ada kenop register di mimbar, yang dengannya musisi memilih timbre suara. Pompa udara memompa udara, pedal membuka katup blok pipa tertentu, dan kunci membuka katup masing-masing pipa.

Saluran organ dibagi menjadi buluh dan labial. Udara melewati pipa, menyebabkan buluh bergetar - sehingga menimbulkan suara. Pada pipa labial, bunyi terjadi karena udara bertekanan melewati lubang di bagian atas dan bawah pipa. Pipanya sendiri terbuat dari logam (timah, timah, tembaga) atau kayu. Pipa organ hanya dapat menghasilkan suara dengan nada, timbre, dan kekuatan tertentu. Pipa-pipa tersebut digabungkan menjadi baris-baris yang disebut register. Jumlah rata-rata pipa dalam suatu organ adalah 10.000.

Perlu dicatat bahwa pipa yang mengandung timbal dalam jumlah besar dalam paduannya akan berubah bentuk seiring waktu. Karena itu, suara organ menjadi lebih buruk. Pipa seperti itu biasanya berwarna biru.

Kualitas suara tergantung pada aditif yang ditambahkan ke paduan pipa organ. Ini adalah antimon, perak, tembaga, kuningan, seng.

Pipa-pipa organ memiliki bentuk yang berbeda-beda. Mereka terbuka dan tertutup. Pipa terbuka menghasilkan suara yang keras, pipa tertutup meredam suara. Jika pipa mengembang ke atas maka bunyinya jernih dan terbuka, dan jika menyempit maka bunyinya padat dan misterius. Diameter pipa juga mempengaruhi kualitas suara. Pipa berdiameter kecil menghasilkan suara yang kuat, pipa berdiameter besar menghasilkan suara terbuka dan lembut.