Теория:
Рассмотрим изменение звука колебания струн гитары (рис. \(1\)).
Звуки струны будут отличаться, если уменьшать длину её колеблющейся части.
Если зажать струну в точке \(1\), звук будет ниже, так как длина части струны больше, а частота колебаний меньше.
При зажимании в точке \(2\) звук будет выше, часть колеблющейся струны меньше, частота колебаний струны больше. Длина колеблющейся струны отсчитывается от нижнего порожка (со стороны отверстия резонатора).
Рис. \(1\)
Из опыта следует, что высота звука зависит от частоты колебаний источника звука.
Частотой колебаний называют количество колебаний в единицу времени.
Высота звука прямо пропорциональна частоте колебаний источника звука.
Рассмотрим колебания ветвей камертона (рис. \(2\)). Колебание происходит с неизменной частотой. Поэтому его называют чистым тоном.
Рис. \(2\)
Чистый тон — гармонические колебания одной и той же частоты, создаваемые источником звука.
Многообразие источников звука (люди, машины, животные, музыкальные инструменты и т.д.) порождает большое количество чистых тонов, каждый из которых отличается частотой.
Самую низкую частоту такого звука называют основной частотой, а сам звук — основным тоном.
Любая собственная частота выше первой, самой низкой (основной тон) называется обертоном.
Частичные тоны (обертоны) образуются вследствие сложной формы звуковой волны.
Следует учесть, что высота сложного звука определяется высотой основного тона. Частоты обертонов относятся к частоте основного тона как целые числа. Обертоны называются гармониками, а основной тон считается первой гармоникой.
Тембр — качественная сторона звука, его окраска. Различие тембров зависит от состава частичных тонов (натуральных призвуков).
Любой человек способен отличить мелодию, исполняемую на скрипке, от той же мелодии, исполняемой на гитаре или фортепиано. В этом случае мы говорим о разности тембров. А они, в свою очередь, обуславливаются различными обертонами.
Высота звука определяется частотой его основного тона: чем больше частота основного тона, тем выше звук.
Тембр звука определяется совокупностью его обертонов.