Nhạc cụ nhìn từ góc độ âm học: Chuỗi hài âm lệch tông

Thông thường, hài âm là bội số của tần số cơ bản, do đó âm thanh của nó thực ra là âm thanh của tần số cơ bản nhưng với cao độ lớn hơn. Tuy nhiên, đôi lúc hiện tượng lệch tông vẫn xảy ra.

Dây đàn violin cũng giống như luồng không khí bên trong nhạc cụ bộ hơi bằng gỗ hay kèn động, khi rung lên chúng sẽ tạo ra bội âm, hay còn gọi là hài âm. Những hài âm này cũng tuân theo các quy tắc nhất định. Tần số thấp nhất là tần số cơ bản, còn hài âm là bội số của tần số cơ bản ấy. Bảng dưới đây cho thấy chuỗi hài âm của nốt La thấp với tần số cơ bản 55Hz, mỗi hài âm sẽ cao hơn hài âm bậc thấp hơn 55Hz. Chuỗi hài âm của hầu hết các nhạc cụ cũng đi theo nguyên tắc này, nhưng thường bị lệch tông ở một số tần số cao. Cũng ở bảng này, ta sẽ thấy 15 tần số đầu tiên được tạo ra bởi nốt La thấp, hài âm bậc 5 bị lệch gần 1% Cho đến hài âm bậc 11, vốn nghe rõ trên những nhạc cụ có chất âm thiên sáng, tần số của nó bị lệch đi khoảng 3%. Khoảng cách giữa hai nốt liền kề nhau là 6%, vì thế 3% có thể xen như là lệch tông hoàn toàn.

so do

Hài âm thường trở nên mềm hơn (ít năng lượng hơn) khi ngày càng lên cao, vì thế khi chỉ chơi một nốt, ta sẽ khó nghe thấy được hiện tượng lệch tông này. Ngay cả khi hài âm bậc 11 lệch tông tới 3%, tương đương với nửa quãng, tùy vào vị trí đặt đàn piano và micro, hài âm này sẽ nhỏ hơn tần số cơ bản tới 11dB. Nó cũng bị che lấp đi bởi các hài âm khác không bị lệch tông. Khi chơi một nốt thấp trên synthesizer sử dụng sóng xung, sau đó chỉnh từ từ bộ lọc high-Q tăng dần để nhấn mạnh vào từng hai âm trong chuỗi, ta sẽ nghe thấy khá nhiều hài âm bậc cao bị lệch tông so với tần số cơ bản.

Tần số cơ bản trên các nhạc cụ bằng đồng cũng theo chuỗi hài âm giống như ở bảng trên. Chúng ta hãy cùng thử phân tích kèn bugle, một loại nhạc cụ rất giống trumpet nhưng không có nốt bấm để thay đổi cao độ. Kèn Bugle chỉ có thể chơi một nốt, thể hiện duy nhất các tần số trong chuỗi hài âm. Người chơi chỉnh âm bằng cách thay đổi hình dạng của khẩu hình và môi, hay hiểu nôm na là cách đặt môi. Dù vậy, kho tàng kỹ thuật của kèn Bugle cũng khá đa dạng, chúng ta vẫn có một số kỹ thuật như tap hay reveille. Kèn Bugle có lượng nốt khá hạn chế, gần như chỉ có các âm cơ bản trong hợp âm trưởng. Khi thổi các nốt cao hơn trên Bugle,  tần số cơ bản sẽ bị lệch tông, đòi hỏi người chơi phải chỉnh lại môi và thay đổi cường độ hơi thổi, có thể là mạnh lên hoặc yếu đi để quay về đúng nốt. Kỹ thuật này gọi là lipping.

Hiện tượng tương tự cũng xuất hiện trên các nhạc cụ dùng lưỡi gà như saxophone. Khi thực hiện kỹ thuật lipping, ta có thể tạo ra hiệu ứng glissando, chuyển nốt cực mượt thay vì chơi rõ ràng, tách bạch từng nốt một. Trong phần mở của bài Rhapsody in Blue, ta có thể nghe thấy hiệu ứng này được thể hiện rất mượt thông qua tiếng solo clarinet với phạm vi hơn hai quãng tám.

Ngoài ra, một nốt đơn khi chơi trên guitar cũng có thể bị lệch tông khi dây đàn đã cũ. Cần lưu ý rằng dây đàn thường bị kéo căng nhưng không đều, khiến cho có những chỗ dày hơn nhưng cũng có chỗ lại bị mỏng. Do đó, rất khó để chỉnh âm cho đàn guitar với dây đã quá cũ.

Chúng ta thường nói đến hài âm với tư cách là bội âm tự nhiên của dây đàn hoặc khối khí trong nhạc cụ bộ hơi khi đang rung. Nhưng ngoài ra còn có một loại bội âm phi tự nhiên khác được tạo ra trên nhạc cụ dây bằng cách đặt hờ ngón tay lên dây tại những điểm cố định khi búng dây hoặc kéo vĩ. Khi ta đặt nhẹ ngón tay lên dây ở một điểm chiếm nửa độ dài dây, ta sẽ tạo ra một nốt cao hơn khi không bấm tầm một quãng tám. Nếu như ấn dây chặt hơn, chạm vào fingerboard, ta vẫn sẽ tạo ra hài âm nhưng đây là hài âm bình thường và khá gần với âm cơ bản. Các vị trí khác trên cần đàn cũng tạo ra hiệu ứng tương tự. Những vị trí bấm dây thường dùng là ¼ hoặc 1/3 chiều dài cần đàn. Trên thực tế, khi đặt ở vị trí 1/7 chiều dài cần đàn ta sẽ tạo ra lệch tông khoảng 1/7(cộng thêm 2 quãng tám) khi bội âm vẫn chỉ ở trong phạm vi một nốt nhạc

Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Tìm hiểu về biến thế thượng

Nguyễn Hào