¿Cuántos agujeros de tono hay en realidad en diferentes instrumentos de viento de madera orquestales?

Estoy tratando de hacer mi propia flauta de bambú o quizás una especie de "saxofón", y antes de desperdiciar cualquier material, quiero tener los planos de construcción correctos.

He visto algunos ejemplos de tipos simples de flautas de bambú, pero por lo general parecen estar construidas para una sola tecla, y si quieres tocar en otras teclas (o básicamente tocar notas cromáticas) tienes que medio agujero o usar dedos cruzados (o incluso ambos).

Ahora, como he estado tratando de estudiar la física detrás de la producción de sonido de los instrumentos de viento de madera, lo que entendí es que tocar notas cromáticas usando dedos cruzados (= los agujeros de tono se cierran debajo del primer agujero de tono abierto, en lugar de mantener un tono continuo). serie de agujeros de tono abiertos) no es perfecto en términos de entonación, por lo que las notas cromáticas están fuera de lo esperado (a mi entender, planas ) y, por lo tanto, no puede modular con precisión a todas las teclas que difieren de la tecla base del instrumento.

A mi entender, el problema durante mucho tiempo de las historias de estos instrumentos es la limitación fisiológica de la cantidad de dedos que tienen los humanos, de modo que no podemos colocar un dedo para controlar cada orificio de tono dedicado en una configuración de orificio de tono verdaderamente cromática. . Entonces entendí que los sistemas de teclas mecánicas desarrollados para estos instrumentos en sus últimas etapas implicaban permitir que cada dedo controlara más de un orificio de tono de alguna manera enrevesada e interconectada, y por lo tanto pensé que ahora debería haber un orificio de tono dedicado para cada nota cromática. .

Pero cuando leo sobre la flauta de concierto, no puedo imaginar cuántos agujeros de tono se están controlando en realidad. Diferentes lugares citan diferentes números, pero en Wikipedia se dice que la flauta de concierto generalmente tiene 16 agujeros de tono, mientras que el rango es de 3 octavas. Sé que sopla demasiado a una octava, por lo que 16+12 (sobreblow en semitonos) es solo 28, no 36. ¿Significa eso que en la flauta de concierto moderna aún no se tocan todas las notas cromáticas sin real (no tengo en cuenta cómo se ven los dedos al presionar el mecanismo clave) cruce de dedos? ¿Eso significa que se sabe que algunas notas dentro de una flauta de teclas específicas tienen una entonación o un tono algo deteriorados?

¿Y cómo lo tiene el saxofón, por otro lado?

El diseño que imaginé "solo" involucraría 12 agujeros de tono, cada uno con un semitono de diferencia (por lo que abrir los 12 toca la octava de la nota de bajo), por lo que con el overblow tendrás un rango de 2 octavas completamente cromáticas sin cruce. patrones de digitación. Todavía estoy tratando de averiguar el posible mecanismo para operar eso.

Gracias de antemano.

Discutiendo una pregunta sobre la impresión de flautas en 3D recientemente, encontré este libro, que podría ayudarlo: barthopkin.com/books-cds/…
Parece interesante. Sin embargo, me pregunto qué tan exhaustiva es una lectura y si se supone que debes poder diseñar con precisión un esquema de viento de madera después de leerlo. Revisé un par de "calculadoras de flauta en línea", pero la mayoría no eran muy buenas y no permitían calcular 12 agujeros de tono cromático. Una calculadora llamada "calculadora de flauta de tubería de PVC" lo permite, pero pierde un par de cosas (por ejemplo, no le dice/permite insertar cuánto mide la flauta de su diseño). Además, si configuro todos los orificios de tono para que tengan el mismo diámetro, las distancias entre ellos no se obtienen...
No tengo ni idea. Pero solo cuesta $15, así que...
... logarítmicamente más cortos como, por ejemplo, los trastes de una guitarra se acercan. Tal vez sea diferente debido a la física de las columnas de aire... Si ya estamos en eso, ¿es una práctica común tener todos los agujeros de tono del mismo diámetro, o es mejor darles diámetros diferentes o de lo contrario no se mantendrán similares? ¿Timbres o volúmenes?
“las notas cromáticas están apagadas […] y, por lo tanto, no puedes modular con precisión todas las teclas”: esas son dos cosas ligeramente diferentes. (El temperamento igual suena igual en todas las teclas, lo que le permite modular libremente, pero ninguna nota (excepto las octavas) está perfectamente afinada...)
@gidds No quise decir en comparación con la entonación (que tampoco sé si sigue el cromatismo de los dedos cruzados), sino más bien en comparación con el temperamento igual. Como la música de hoy en día generalmente usa el mismo temperamento, cuando tocas junto con otros instrumentos y modulan todo el tiempo manteniendo el mismo temperamento mientras que tu instrumento no lo hace, sonaría disonante ya que las notas no se reproducirán en la misma entonación.
¡Eso es toda una empresa! Te deseo todo lo mejor, sinceramente. Cuando estaba eligiendo un instrumento y aprendiendo a cuidarlo, descubrí que este tipo era extremadamente conocedor y útil. Podrías intentar contactarlo. Alternativamente, podría intentar desmontar una flauta/saxofón usted mismo o tomar una lección del mecánico más cercano. Creo que ambos serían útiles.
@Ben Crowell Un poco diferente, y supongo que no llegamos a una respuesta completa allí.

Respuestas (2)

Cada instrumento de viento tiene un rango teóricamente infinito, que solo está limitado por la habilidad del jugador. La primera octava es la fundamental, y luego todas las notas más altas se tocan como sobretonos de esa primera octava. La segunda octava es, con mucho, la más estable, es solo la primera octava completa nuevamente pero en el segundo armónico. En teoría, la tercera octava podría tocarse como el cuarto armónico, pero esto es más difícil de lo que debería ser. En la flauta, la primera mitad de la tercera octava es el tercer armónico y la segunda mitad es una variedad de armónicos. Más allá de las tres octavas, los armónicos se vuelven demasiado delgados, las realidades de la física (efectos de borde, etc.) comienzan a crear caos y las digitaciones necesarias para domar todo eso se vuelven demasiado poco prácticas. Busque una tabla de digitación para altissimonotas e intenta imaginarte tocando una escala.

Por lo tanto, la cantidad mínima de agujeros de tono es 12. Los instrumentos modernos tienen más, por una variedad de razones:

  • Se extienden hacia abajo. La historia de los instrumentos de viento nos llevó a un sistema de digitación en el que la primera octava es DC#, pero es un poco incómodo que la nota más baja de un instrumento sea D debido a la frecuencia con la que nos gustaría tocar en C. Entonces, la flauta se extiende a C o B, saxofón a Bb o A, etc.
  • Se extienden hacia arriba. Hay una pausa un tanto incómoda entre las octavas donde subir un poco el tono requiere agregar todos los dedos y saltar al segundo armónico. Un trino a través de este descanso sería extremadamente difícil. Por lo tanto, los instrumentos modernos tienen algunas teclas adicionales para extender el rango por encima de la octava base para que pueda hacer trinos o evitar cruzar la ruptura en ciertos pasajes. En el saxofón, estas son las teclas de la palma de la mano y extienden la parte superior de la segunda octava hasta F y, a veces, más.
  • Hay agujeros de tono duplicados, que se utilizan para ofrecer digitaciones alternativas. La flauta no tiene ninguno de estos, pero el saxofón tiene un F # alternativo, así como Bb y C "laterales", que son necesarios para ciertos trinos y hacen que otros pasajes sean más fluidos.
Hay un límite físico para el rango superior de la flauta. newt.phys.unsw.edu.au/jw/fluteacoustics.html
"Así que el número mínimo de agujeros de tono es 12" ¿Qué?
@MattPutnam, sabes mucho sobre saxofones. Esta es la segunda publicación tuya que leo, y he aprendido algo nuevo nuevamente. Si no le importa que pregunte, ¿es todo esto por experiencia o por educación formal? Si es lo último, me encantaría saber dónde podría conseguirlo yo mismo. PD Incluso ahora, no todos los saxofones tienen un F# alto o una tecla lateral de F# trino. Hasta donde llega mi conocimiento.
Las dos primeras frases no son del todo correctas. Algunos instrumentos, como el clarinete, actúan como columnas de aire asimétricas en lugar de simétricas, por lo que sobreexplotan en el 12, no en la octava.

Para agregar a la respuesta general de MattPutnam , aquí hay algunos detalles para la flauta de concierto estándar (profesional):

Una flauta de concierto profesional casi siempre tiene un pie B, por lo que tiene 17 (en lugar de 16) agujeros de tono. Sin embargo, muchas flautas para principiantes todavía se fabrican con pies C y 16 agujeros de tono.

Después de un poco de experimentación, se requiere la digitación cruzada debido a la forma en que está diseñado el mecanismo. No todas las teclas se accionan directamente y algunos dedos cierran los orificios que se encuentran por encima de la tecla presionada. El orificio cerrado inferior no afecta la columna de aire (al menos en la octava más baja), por lo que no sé si consideraría este cruce de dedos "real" o no. En particular, F# y Bb tienen más orificios cerrados de los que realmente se requieren. Aquí está la primera octava de mi guía de digitación favorita: vea también el gráfico de cuarta octava, que es el (increíblemente difícil, francamente) altissimo al que se hace referencia en la respuesta de MattPutnam.

En la mayoría de las flautas, si no en todas, la entonación "predeterminada" está bien eliminada del verdadero temperamento igual. Se sabe que algunas notas están más desafinadas que otras, promediadas en todas las flautas, pero casi todas las notas van a tener unos centavos fuera de la afinación perfecta, con un promedio de 5 a 10 y el peor de 20 a 30. out (en un instrumento decente). Cada músico aprende las tendencias de su propio instrumento y cómo compensar para tocar afinado (aunque tenga en cuenta que "afinado" no siempre tiene el mismo temperamento; a diferencia de los pianos, los instrumentos de viento pueden ajustarse a teclas y acordes individuales para tocar en entonación justa, con intervalos perfectamente consonantes).

Pero, ¿por qué sería necesario cruzar los dedos de los agujeros tonales si hay 17 agujeros tonales diferentes? Si todos estos estuvieran separados por medio tono, entonces daría un incremento en serie a través de una octava + un cuarto, y luego usando overblow debería poder alcanzar el rango de tres octavas (si puede overblow thr 3rd armónico como se mencionó aquí anteriormente ). Entonces, ¿cómo se requiere la digitación cruzada (que no estoy seguro de que necesariamente deba lograr solo intervalos)?
*Y con temperamento igual quise decir que estaría afinado contra otros instrumentos que solo pueden tocar en ET.
He editado en base a algunos experimentos. Tenga en cuenta que los 17 orificios de tono son en realidad 16, ya que el orificio lateral es solo un duplicado (el único orificio de tono duplicado en una flauta, y solo uno tiene digitación). En cuanto a la afinación, las diferencias promedio son de entonación de temperamento igual, por ejemplo, lo que tocaría un sintetizador de onda sinusoidal. Otros instrumentos también divergen de ET.
Otros instrumentos que están configurados para ser afinados al mismo temperamento generalmente se dice que están afinados si la divergencia no es mayor a 5 centavos. De lo contrario, puede ser bastante audible y lo que pasa con ET es que la modulación entre teclas no debería afectar su entonación.