প্রকৌশল শব্দবিজ্ঞান/বেহালার শব্দবিজ্ঞান
বেহালার শব্দবিজ্ঞান
[সম্পাদনা]বেহালার বিস্তারিত গঠন বোঝার জন্য, অনুগ্রহ করে দেখুন Atelierla Bussiere।
বেহালা কীভাবে শব্দ তৈরি করে?
[সম্পাদনা]সাধারণ ধারণা
[সম্পাদনা]যখন একজন বেহালাবাদক তার বেহালার সুর তুলে একটি তন্তুকে আঘাত করেন, তখন তন্তুটি কম্পন করে এবং প্রচুর হারমনি সৃষ্টি করে। তন্তুর কম্পন সেতু (bridge) এর মাধ্যমে বেহালার দেহে সঞ্চারিত হয়। সেতু তন্তুর কম্পন শক্তি তার পায়ের মাধ্যমে বেহালার দেহে পৌঁছে দেয়, যা দেহের কম্পনকে উদ্দীপিত করে। দেহের কম্পনই বেহালার শব্দ বিকিরণ এবং শব্দের গুণমান নির্ধারণ করে, যা ভেতরের গর্তের সাথে মিলিত হয়।
তন্তু
[সম্পাদনা]তন্তুর কম্পন ধারা সহজেই পর্যবেক্ষণ করা যায়। চোখে দেখা যায়, তন্তু একটি ডিম্বাকার মত সামনে-পেছনে দোলে (ছবিতে দেখুন), যা একটি টানানো তন্তুর প্রথম স্বাধীন কম্পনের মতো। তন্তুর কম্পন প্রথমে অধ্যয়ন করেন বিখ্যাত গণিতজ্ঞ ও পদার্থবিজ্ঞানী হার্মান ভন হেলমহোল্টজ ১৯শ শতকে। এক আশ্চর্যজনক বিষয় পাওয়া যায় যে, তন্তু আসলে ডিম্বাকার পরিবর্তে একটি উল্টো “V” আকৃতিতে চলে (ছবিতে দেখুন)। আমরা যা দেখি তা তন্তুর গতির একটি দিক মাত্র। তাঁর আবিষ্কারের সম্মানে, তন্তুর এই গতি “হেলমহোল্টজ গতি” নামে পরিচিত।
সেতু (ব্রিজ)
[সম্পাদনা]সেতুর প্রধান কাজ হল কম্পিত তন্তুর গতিকে তার পায়ের মাধ্যমে নিয়মিত চালক বলের মধ্যে রূপান্তর করা যা বেহালার দেহের উপরের প্লেটে প্রয়োগ হয়। সেতুর বিন্যাস ছবিতে দেখা যায়। সেতুটি বেহালার শরীরের ফ-আকৃতির ফোয়ারা (f holes) এর মাঝের অংশে দাঁড়ায়, যার দুটি প্রধান কাজ রয়েছে: এক, দেহের ভিতরের বাতাসকে বাইরের বাতাসের সাথে সংযোগ করা এবং দুই, ফ-ফোয়ারা মাঝের অংশকে বাকি দেহের অংশের চেয়ে সহজে কম্পিত হওয়ার সুযোগ দেওয়া। যখন সেতু একটি কঠিন সাপোর্টে থাকে, তখন এর মৌলিক কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় ৩০০০ হার্টজ পাওয়া যায়। এটি তন্তু থেকে দেহে ১ কিলোহার্টজ থেকে ৪ কিলোহার্টজ পর্যন্ত কম্পন শক্তি সঞ্চালনে কার্যকর মাধ্যম। এই ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা মানুষের শ্রবণের সবচেয়ে সংবেদনশীল অংশ। যদি বেহালাবাদক একটি গাঢ় সুর চায়, তাহলে সে সেতুর উপরে একটি মিউট (mute) লাগাতে পারে। মিউট একটি অতিরিক্ত ওজন যা সেতুর মৌলিক কম্পন কমিয়ে দেয়। ফলে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির শব্দ কমে যায় কারণ দেহে সঞ্চারিত বল কমে যায়। অন্যদিকে, সেতুর মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সি বাড়াতে ছোট বর্শার মতো অতিরিক্ত শক্ততা যুক্ত করা যেতে পারে, যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির শব্দকে বৃদ্ধি করে।
সাউন্ড পোস্ট (sound post) নমনীয় বেহালার শরীরকে শক্ত পিছনের প্লেটের সাথে যুক্ত করে। এটি তন্তুর উচ্চ টানের কারণে বেহালার শরীরের ধ্বংস আটকায় এবং একই সময়ে প্লেটের কম্পনকে সংযুক্ত করে। বেহালার নিচের অংশে থাকা বেস বার (bass bar) ফ-ফোয়ারার বাইরে প্রসারিত হয়ে সেতুর বলকে শরীরের বড় অংশে বিতরণ করে। ছবিতে দেখা যায় যে, ত্রেবল পায়ের গতি সাউন্ড পোস্ট দ্বারা সীমাবদ্ধ, কিন্তু বেস বার পায়ের গতি তুলনায় সহজে উপরে-নিচে হতে পারে। ফলে সেতু উভয় পায়ের চারপাশে দোলাতে থাকে, বিশেষত ত্রেবল পায়ের কাছে। ১ কিলোহার্টজ পর্যন্ত দুই পায়ের বল সমান এবং বিপরীতমুখী থাকে, কিন্তু উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে বল অসমান হয়। কিছু ফ্রিকোয়েন্সিতে সাউন্ড পোস্টের পায়ের বল বেশি, আবার কিছুতে বেস বারের পায়ের।
বেহালার দেহ
[সম্পাদনা]বেহালার দেহের মধ্যে রয়েছে উপরের প্লেট, পিছনের প্লেট, পাশে থাকা অংশ এবং ভিতরের বাতাস, যেগুলো সেতুর কম্পনকে বেহালার চারপাশের বাতাসের কম্পনে রূপান্তর করে। এর জন্য বেহালার পর্যাপ্ত বড় পৃষ্ঠতল থাকা প্রয়োজন যা বাতাসকে যথেষ্ট পরিমাণে ঠেলে দিতে পারে। তাই উপরের ও পিছনের প্লেটের কম্পন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বেহালার নির্মাতারা ঐতিহ্যবশত উপরের ও পিছনের প্লেটের কম্পনকে ট্যাপ টোন শুনে বা সম্প্রতি, প্লেটের কম্পনের মোড শেপ পর্যবেক্ষণ করে গুরুত্ব দিয়ে থাকেন। একত্রিত বেহালার কম্পন মোডগুলো অনেক জটিল।
উপরের ও পিছনের প্লেটের কম্পন মোড সহজে দেখা যায় একটি কৌশলে যা প্রথম করেন আরনেস্ট ফ্লোরেন্স ফ্রিডরিখ চাল্ডনি (১৭৫৬–১৮২৭), যাকে শ্রদ্ধার সঙ্গে “শব্দবিজ্ঞানের পিতা” বলা হয়। প্রথমে প্লেটের উপর সমানভাবে সূক্ষ্ম বালি ছড়িয়ে দেয়া হয়। তারপর প্লেটকে কাঙ্ক্ষিত ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রতিধ্বনি করানো হয়, যা হতে পারে শক্তিশালী সাউন্ড ওয়েভের মাধ্যমে, বেহালার সুর তুলে বাঁশি বাজিয়ে বা যান্ত্রিক বা ইলেকট্রোমেকানিক্যাল ভাবে উত্তেজিত করে। ফলে বালি প্লেটের কম্পনের কারণে এলোমেলোভাবে ছড়িয়ে পড়ে। কিছু বালি প্লেটের বাইরে চলে যায়, আবার কিছু বালি নোডাল অঞ্চলে জমা হয়, যাদের কম কম্পন থাকে। এভাবেই প্লেটের মোড শেপ দৃশ্যমান হয়। এই প্যাটার্নগুলি দেখতে পারেন রেফারেন্স সাইট Violin Acoustics এ। বেহালার উপরের ও পিছনের প্লেটের প্রথম সাতটি মোড দেখানো হয়েছে, যেখানে কালো বালি দিয়ে নোডাল লাইন চিহ্নিত করা হয়েছে।
দেহের ভিতরের বাতাসও বিশেষ করে নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সির ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ। এটি একটি বোতলের ভিতরের বাতাসের মতো, যেখানে গলায় ফুঁ দিলে রেজোন্যান্স হয়, যা হেলমহোল্টজ রেজোন্যান্স নামে পরিচিত। ভিতরের বাতাস ফ-ফোয়ারা দিয়ে বাইরের বাতাসের সাথে যোগাযোগ করে, এবং বাইরের বাতাস বেহালার তরঙ্গ বহন করে।
সেতু ও শব্দবিজ্ঞানের আরও তথ্যের জন্য দেখুন www.violinbridges.co.uk।
শব্দ বিকিরণ
[সম্পাদনা]বেহালার শব্দ বিকিরণের পূর্ণ বিবরণে ফ্রিকোয়েন্সি ও অবস্থানের ফাংশন হিসেবে বিকিরণ তীব্রতার তথ্য অন্তর্ভুক্ত থাকে। শব্দ বিকিরণ মাইক্রোফোন ও চাপ মাত্রক (pressure level meter) দিয়ে পরিমাপ করা হয়, যা একটি ঘূর্ণনযোগ্য স্ট্যান্ড আর্মে বেহালার চারপাশে রাখা হয়, আর বেহালাটি গলায় ক্লিপ দ্বারা স্থির করা হয়। সেতুর উপরের ধারায় ছোট্ট একটি ইম্প্যাক্ট হাতুড়ি দিয়ে বল প্রয়োগ করা হয়, যা ধ্বনি উৎপন্ন করে। বিস্তারিত তথ্য পাওয়া যাবে Martin Schleske, master studio for violinmaking থেকে। বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে এবং বিভিন্ন অবস্থানে বিকিরণ তীব্রতা নির্দেশক বৈশিষ্ট্য বা শব্দ মানচিত্রের মাধ্যমে উপস্থাপন করা হয়। বেহালার নির্দেশক বৈশিষ্ট্য নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে Martin Schleske যেখানে কেন্দ্র থেকে বর্গাকার দূরত্ব শব্দ স্তরের (re 1Pa/N) ডেসিবেল মান নির্দেশ করে এবং গোলাকার কোণ পরিমাপ পয়েন্ট নির্দেশ করে। এই বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে বেহালার প্রধান শব্দ বিকিরণ দিক অনুভূমিক সমতলে নির্ধারণ করা যায়। বেহালার বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রধান বিকিরণ দিকের জন্য বিস্তারিত তথ্য দেখতে তথ্যসূত্র (Meyer 1972) দেখুন।
তথ্যসূত্র ও অন্যান্য লিংক
[সম্পাদনা]- Violin Acoustics
- Paul Galluzzo's Homepage
- Martin Schleske, master studio for violinmaking
- Atelierla Bussiere
- Fletcher, N. H., and Rossing, T. D., The physics of musical instrument, Springer-Verlag, 1991
- Meyer, J., "Directivity of bowed stringed instruments and its effect on orchestral sound in concert halls", J. Acoustic. Soc. Am., 51, 1972, pp. 1994–2009