Alikvotní tón

Alikvotní tón

Alikvotní tón, nebo též vyšší harmonický tón, částkový tón je tón, který zní společně s tónem základním. Většinou se u každého tónu (zvuku) vyskytuje množství alikvotních tónů. Intenzita jednotlivých alikvotních tónů je to, co určuje charakteristickou barvu zvuku. Právě díky alikvótním tónům jsme schopni např. poslechem rozpoznat, o jaký se to jedná hudební nástroj. Například nástroje s ostřejším zvukem (trubka, pozoun) mají silnější liché alikvotní tóny (první, třetí etc), sudé alikvotní tóny dávají zvuku spíš teplo a měkkost.

[editovat] Princip alikvotních tónů

Pokaždé, když zní nějaký tón, je to proto, že rovnoměrně vibruje hmota nástroje (ozvučná deska, hlasivky atd). Nástroj (s výjimkou elektronického tónového generátoru generujícím čistý „sínus“) ale nikdy nevibruje pouze na základní frekvenci, tedy na frekvenci tónu, který slyšíme. Vždy je rozezníván ještě v celočíselných násobcích základní frekvence. Tyto násobky jsou frekvenční hodnoty alikvotních tónů. První alikvótní tón je tedy dvojnásobné frekvence než základní tón, druhý trojnásobné atd. Alikvotní tóny vytváří řadu, ve které jsou intervaly mezi jednotlivými tóny stále menší a menší. To je důsledek faktu, že lidské ucho vnímá zvuk v podstatě logaritmicky. Každá další oktáva má dvojnásobnou frekvenci. Frekvence oktáv tedy rostou exponenciálně (v mocninách), kdežto frekvence alikvotních tónů rostou pouze lineárně (v násobcích). Specifická barva tónu každého jednotlivého nástroje je pak dána právě různě intenzivním zastoupením jednotlivých alikvotních tónů v jeho zvuku.

[editovat] Alikvotní tóny v hudbě a hře na hudební nástroje

Alikvotní tóny jsou přítomny u téměř veškeré hudby, protože jsou součástí každého tónu. Principu alikvotních tónů se využívá ve všemožných oblastech hudby.

• Na strunných nástrojích je možné je zahrát, když lehce podržíme strunu právě v polovině, třetině, čtvrtině atd. Takto zahraným alikvotům se říká flažolety. Lze je také zahrát speciální trsátkovou technikou, kdy drnkneme o strunu a současně jí palcem téže ruky jemně přejedeme. Podle místa drnknutí pak zazní jiný flažoletový (alikvótní) tón.
• Velmi bohatým na alikvótní tóny je třeba dechový nástroj australských domorodců - didgeridoo. Pomocí zesilování určitých alikvotních tónů změnou tvaru ústní dutiny (zejména polohou jazyka) přidávají zkušenější hráči různé doprovodné prvky k základnímu tónu nástroje (např. jednoduché melodie znějící spolu se základním tónem).
• Alikvótní tóny vznikající změnou tvaru ústní dutiny lze také snadno vyloudit pomocí brumle. Hra na brumli je vlastně založená na manipulaci s nimi.
• U elektrické kytary existují efekty jako je fuzz, booster, distortion, overdrive apod. Ty přidávají základnímu tónu kytary vyšší harmonické, neboli alikvótní tóny a dělají zvuk bohatší a zajímavější - barevnější, plnější.

• Na principu alikvotních tónů je také založena důležitá část varhanní hry. Vzhledem k tomu, že varhany obsáhnou celý slyšitelný rozsah, je možné míchat barvy tónů tím, že necháme s určitým tónem zaznít určité jeho alikvoty a tím barvu tónu ovlivňujeme. Tento princip má prakticky neomezené možnosti. Ostatně také z tohoto důvodu mají běžné varhany většinou stovky či tisíce píšťal.

• Na vědomém rozeznívání alikvotních tónů je založen také alikvotní zpěv. To jest zpěv, který umožňuje zazpívat dva a více tónu současně zesílením alikvotních tónů přirozeně přítomných v hlasu. Zpěvák je však samozřejmě omezen zákony alikvotních tónů, takže nejmenší interval, který je možno zazpívat, je oktáva, tedy první alikvotní tón.

• U všech dechových nástrojů lze rozeznít výrazné alikvotní tóny pomocí přefukování základního tónu. U většiny z nich (např. různé druhy fléten) se využívá hlavně prvního alikvotního tónu k hře o oktávu výš. Hráč přefoukne o oktávu výš a uplatňuje pak stejné prstoklady jako v základní oktávě. Alikvotní tóny jsou také jedinými základními tóny, které lze bez použití mechaniky zahrát na žesťové dechové nástroje. Například signální trubka bez mechaniky může hrát pouze alikvotní tóny. Ostatní tóny jsou pak u většiny těchto nástrojů tvořeny buď prodlužováním délky nástroje (a tím i základního tónu) pomocí mechanicky připojovaných odboček, nebo celkovou změnou jeho délky (snižcový pozoun).

[editovat] Alikvotní tóny a hudební ladění

Frekvenční vztahy mezi alikvotními tóny jsou základem pro tzv. pythagorejské ladění, které se v evropské hudbě používalo až do osmnáctého století. Vzhledem k tomu, že toto ladění komplikovalo komponování a provádění složitějších děl, evropská hudba je nahradila laděním temperovaným, které není založeno na přírodním zákonu, ale na matematickém rozdělení oktávy na dvanáct stejných dílů. Tímto krokem se otevřela cesta ke komponování velkých a složitých děl, snadné transpozici a také k snadnější souhře jednotlivých nástrojů. Někteří hudebníci se ale ve dvacátém století začali vracet k pythagorejskému ladění, nebo jiným typům ladění. Částečně to bylo z touhy po experimentu, u některých také z přesvědčení, že přechodem na temperované ladění se z hudby vytratilo cosi velmi důležitého a že získané možnosti za tuto ztrátu nestojí.

[editovat] Efekt chybějícího základního tónu

Zajímavým psychoakustickým jevem je takzvaný efekt chybějícího základního tónu. V jádru spočívá v tom, že lidské ucho je zvyklé identifikovat frekvenci, tedy výšku tónu pomocí alikvotních tónů v něm obsažených. Bylo ale zjištěno, že člověk stále slyší stejný tón, i když je ze signálu odebrán tón základní a zůstanou pouze alikvotní tóny. Dokonce i po odebrání prvního alikvotního tónu člověk stále slyší stejný tón, ačkoliv průběh signálu je samozřejmě odlišný.

Tohoto poznatku je možno využít k různým účelům. Při konstrukci reproduktorů lze takto například rozšířit slyšený frekvenční rozsah uplatněním tohoto principu, aniž je reproduktor skutečně schopen vydávat tak hluboké tóny.

Podobně lze využít tohoto principu ve sborovém zpěvu. Když se zpěváci přesně vyladí do tónů, které by mohly být alikvotními tóny určitého tónu, tento tón bude slyšitelný, aniž bude akusticky přítomen. Mohou tak vlastně „zazpívat“ tóny až o oktávu nižší než je rozsah jakéhokoli člena sboru.

Principielně se jedná o tzv. intermodulační zkreslení, které vzniká v důsledku nelinearity lidského ucha (nelinearita převodu hydrodynamických dějů v hlemýždi na nervové vzruchy).

Obecně intermodulační zkreslení dvou tónů o frekvencích f1 a f2 produkuje kombinační tóny fmn=m*f1 +/- n*f2. Nejzřetelnější tón produkovaný zmíněnou nelinearitou je f=f2-f1

[editovat] Související články

• Moodswinger

Související články obsahuje Portál Hudba