Larsil2009's Blog

Jag har beskrivit stämning av en fiolkropp, stämning av ett fiolstall etc. i olika artiklar. Jag har inte tidigare skrivit om stämning av en fiolstråke. Detta är den första artiken i en serie artiklar kring stämning av stråkar.

Det verkar självklart att fiolstråken har stor betydelse för hur ljud produceras i en fiol. Ljudet uppstår så att stråkens tagel som är hartzade och något ”klibbiga” kommer, beroende av strängens rörelser, att ha en friktion som ibland är dynamisk (låg) och ibland statisk (hög). Stråken kommer således att fastna/frigöras vilket överför energi från stråkens rörelse till de strängar stråken stryker mot. Processen är mycket komplicerad eftersom man kan vänta sig att det förutom vågrörelser i strängarna (många olika toner samtidigt i form av grundton+övertoner) med säkerhet också uppstår vågrörelser i taglens riktning i den spända stråken. Stråkens egna vibrationer blandas med vibrationerna i de spelade strängarna.

Jag ser som fysiker inga möjligheter att övertygande matematiskt hantera stråkens egenskaper och dess samverkan med det spelade instrumentet. Min utgångspunkt blir att se hur jag kan mäta vissa egenskaper hos stråken och koppla detta till ett specifikt instrument. Jag är intresserad av att se om jag via modifikationer av stråken kan åstadkomma hörbara förändringar i mitt referensinstrument som jag kallar min Kletzmerfiol.

Vilka egenskaper hos stråken kan förväntas ge hörbar effekt

Jag gör en lista över de egenskaper jag ”tror” kan ha betydelse och anger samtidigt varför.

• Stråkstången kommer då man spelar att bidra med någon typ av egenljud.
• Stråkstångens styvhet påverkar stångens egensvängningar som sannolikt syns som lågfrekventa resonanser i taglen.
• Spänningen man justerar med spännskruven påverkar stråkens resonanser då spänningen i taglen förändras.
• Stråkens spets utgör en styv fjäder som ger högfrekventa longitudinella resonaser i taglen.
• Mängden tagel avgör hur hög spänning vi får i de enskilda taglen. Ju mera tagel stråken har desto lägre spänning per tagelstrå om alla övriga egenskaper hålls oförändrade.
• Froschen utgör också en styv fjäder som kommer att ge högfrekventa longitudinella resonanser i taglen.

Ovanstående lista kan säkert kompletteras med ytterligare parametrar.

Vad kan jag mäta

Jag hittade en intressant länk till en engelskspråkig sida av David Langsather som beskriver ett sätt att justera en fiolstråke. Min utgångspunkt är att titta på vad han har att erbjuda och därefter se vad som går att verifiera via mätningar. Det kan också vara intressant att se om jag noterar några spelmässiga förändringar i en stråke jag stämmer. Notera att jag är amatörviolinist och jag har aldrig använt teknik såsom spel med hoppande stråke etc. vilket betyder att jag knappast kan uttala mig om dessa egenskaper. Min son är Sebastian är yrkesviolinist och doktorand som har studerat fiolspel lokalt i Finland, i Sverige samt i Schweitz. Sebastian kan garanterat ge kommentarer gällande hur trimning påverkar stråkens funktion.

Jag mäter stråkens knacktoner i specifika punkter och använder dessa mätningar till att avgöra om jag behöver göra Langsathers modifikationer på stråken samt var stråken skall modifieras.

Mätning av knackspektra

Följande utrustning används vid mätningarna.

• En Røde NT1 mikrofon med stort membran.
• Behringer UMC404HD USB ljudkort med fyra mikrofoningångar med Phantom spänningsmatning.
• Ljudet mäts och processas med programmet Audacity på en iMac dator. Notera att det går att sätta upp samma mätomgivning på en Windows PC eller på en PC som kör Linux.
• Fourierspektrum mäts för knackspektra med ett fönster med storleken 16834 mätpunkter. Fönstret måste använda många punkter för att vi skall få fram de detaljer i spektret vi studerar. Om vi har ett fönster med t.ex. 1024 punkter så kan vi inte stämma stråken till en specifik frekvens med precisionen +/- någon Hz.
• Som hammare använder jag skaftet av en kökskniv helt i metall. Jag vill mäta knacktonen från stråken inte hammaren, därför vill jag att hammaren har helt annan täthet och hårdhet än stråken.

Knackspektra är intressanta genom att det mänskliga örat uppfattar att en knackning har en ”tonhöjd” trots att ett spektrum beräknat på knackljudet kan uppfattas som mest brus. Det visar sig dock att det i allmänhet i spektret finns en eller flera toppar inom det område det mänskliga örat är mest känsligt (300-3000Hz). Örat är mindre känsligt för lägre och högre frekvenser. Notera dock att det mänskliga örat hör över ett betydligt bredare spektrum (20-20000Hz) men att den största känsligheten är den ovan angivna. Det mänskliga örat kommer alltså att fungera som ett bandpassfilter.

Min uppfattning är att hjärnan ganska fritt kan välja frekvenstoppar från knackspektrets låga frekvenser och sätta stämpeln ”grundton” på den frekvensen. Lyssnaren uppfattar då att knacktonen har en tonhöjd som motsvarar ifrågavarande frekvenstopp. Ett problem är dock att hjärnan kan ha flera lämpliga toppar att välja mellan vilket leder till att olika personer kan uppfatta tonhöjden i samma knackning olika!

Som avslutning på den här artikeln visar jag ett knackspektrum för den kinesiska stråke jag använder som experimentmaterial. Notera att jag knackade endast tre gånger då jag mätte utgångsläget. Det visar sig att det lönar sig att knacka 10-20 ggr och beräkna spektret för hela knacksekvensen. Många knackningar ger ett mera lättläst spektrum.

I nästa artikel i serien tittar vi på hur stämningsprocessen i praktiken kan ske. Jag är intresserad av kommentarer från läsare som använder en liknande teknik samt också av beskrivningar av andra metoder för justering av en stråke.