寒い部屋と弦の謎

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寒い部屋と弦の謎

投稿  syu on 2008-12-07, 6:00 pm

北向きの寒い部屋で、ギターを 演奏&保管 しています。
本日、AM11:00で、室温10℃ 湿度52% (ストーブをつけながら)
これからの季節は、夜~朝 室温0℃~5℃くらいかな。

ところで、以前から気になっていた弦と気温のことですが、
弾き始め気温が低いと、ナイロン弦(1~3弦)の音程が低くなってます。
ところが調弦して、練習しているうちに、高くなってきます。
ストーブをつけながら練習しますので、室温があがるからでしょうか。
ということは、調弦しないで弾いていれば音程が合ってくるということでしょうか。

イメージでは、気温が上がると、ナイロンが伸びて音程が下がるように思えるのですが。
それとも、室温があがると弦の水分(?)が無くなり、弦は縮むのでしょうか。
ど~でもいいことかもしれませんが謎です。悩んでます。

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爪を磨きながら拝見です♪もぅ~ピヵつる!さぁ~。それでは練習再開です。ごきげんよう♪♪
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温度や湿度による音程変化

投稿  remain-iihama on 2008-12-07, 6:15 pm

 これについては、私も気になっていました。
 弾いていて、体温で温められるか又は弦が振動エネルギーで活性化するかで音程が変ってしまいます。
 ケースから出してすぐに音を出して見て、その後、手のひらなどで弦を温めてみると明らかに音程が変化しています。
 ですので練習中にちょくちょくチューニングしないと、気持ちの悪い和音の音になってしまいます。
 「調弦しないで弾いていれば音程が合ってくるということでしょうか」多分そうだと思います。
 でも、最初の合っていない音程で弾き続ける気にはならないので、つい調弦しちゃいます。
 他の皆さんは如何でしょうか?
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Re: 寒い部屋と弦の謎

投稿  A. Takagi on 2008-12-07, 6:19 pm

syu wrote:
弾き始め気温が低いと、ナイロン弦(1~3弦)の音程が低くなってます。
ところが調弦して、練習しているうちに、高くなってきます。

気温や湿度、あるいは冷暖房との関係性を完全に把握はしていませんが、上記のような現象はありますね。毎日のように経験していますよ。ハードケースに入れて一晩置いとくと、高くなっていることもあります。

ちなみに、気温や湿度の影響を受けて変形しやすいのは、ナイロンの弦よりもギター本体のボディやネックではないかと思うのですが、どうでしょう?

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寒い部屋と弦の謎

投稿  meguminoguitar on 2008-12-07, 6:51 pm

syuさんのお部屋はそんなに寒いのですか!
北海道の我が家は、最近の朝の最低気温は-10℃ほどに下がりますが、室温は+15℃程度までしか下がりません。
日中の室温は、日が差すと+20℃を超えます。もっとも、天候の悪い日中と夜は、ストーブを焚いても、室温20℃を保てるか微妙なところです。
そのような環境でも、やはり毎日弾き始めには、弦の音程が下がっていますので、弾き始めにあたっては調弦をおこなっています。
弾き始めに、音程が上がっていることは、ほとんど記憶がなく、ほとんど下がっています。
弦を新しく張り替えてから、当初は当然弦の伸びが激しいので、頻繁に調弦しますが、日にちが経過するにつれ、調弦は演奏開始前の1回だけとなります。
ただし、6弦をDに下げた曲を演奏すると、その後下げた6弦の音程が上がっていることがありますね。
私の感覚では、弦は通常新たに張ってから、少しずつ伸びていき、伸びきったところが寿命と思っています。
ちなみに、ギターの保管はケースにしまわず、露出状態で立てかけています。
保管方法によっても、異なるとは思いますが。
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Re: 寒い部屋と弦の謎

投稿  yasuo on 2008-12-08, 1:57 am

こんにちわ、

私もTakagiさんと同じ意見です。
どうも、気温が高いと、ギターのボディの拡張が弦の拡張を上回って、高音にずれるという印象をもっています。

しかし、それではなぜ4-6弦の音はさほどずれないのでしょう。
それともナイロンは逆に温度があがると縮むのかなあ?

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温度等によるチューニングの狂い

投稿  remain-iihama on 2008-12-08, 8:18 am

 まず、可能性として楽器自体の伸張収縮による弦の振動数の変化ですが
 これは6本の弦全体に同時に起こる事ですよね。
 まぁ木材は温度に対して金属のようにそんなに敏感に伸張収縮をしないですし変化巾も非常に小さいです。むしろ湿度の方が影響が大きいです。ですので短時間での変化を確認できるほどの伸張収縮はしないと思われます。
 ということで各弦の特性が違うにしても、音の狂いの大きさががそれぞれの弦でバラバラ(特定の弦で顕著になる)になる説明はできません。

 次の可能性として、物体の振動数は温度により変ります(温度が低いと振動数が低くなる)から、弦が低温から高音になる事でチューニングが狂うと言う事。
 でもこれもすべての弦に対して起こる事ですので、特定の弦で変化が大きい説明にはなりません。 
 
 最後に湿度が弦に与える影響ですが、これは良く分かりませんが、湿度が高いと振動数が低くなるのではないかと思います。

 以上の要因をすべて考えたうえで、やはり各弦の特性が強く影響しているように思います。
 弦の材質、形状、太さの違いによって、温度や湿度の影響の受け方に違いが出てくるのでしょう。
 今まで観察していると、太い方が変化が大きい事、単線(よった物や巻きのものではない弦)の弦が変化が大きい、材質ではハイテンション系の弦の方が変化が大きいようです。
 今後何方かが科学的な研究をしてくれないかなと思います。
 
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Re: 寒い部屋と弦の謎

投稿  A. Takagi on 2008-12-08, 12:37 pm

全然専門家ではないのですが、基本的な原理だけ考えてみたいと思います。実際にギターで起こっていることの解明ではありませんが(それは様々な条件が錯綜していて、難しすぎます)、それを考えるための入り口みたいなものです。

物理学の教科書によると、弦の振動数fは

f=((T/M)^0.5)/(2L)

で表されます。ここで、

T:弦の張力
M:弦の密度(単位長さあたりの質量)
L:弦長

で、^0.5 というのは、平方根(ルート)を示します。

この公式では温度や湿度は直接には関係していません。ただし、間接的には関係してきます。

まず、温度が高くなると一般に物質は膨張しますから、弦の密度が低くなります。上式によると、密度が低くなると振動数が大きく(音が高く)なります。すなわち、「温度高→音程高」という関係が見て取れます。

また、ギターの場合、弦長が(ほぼ)固定されていますから、弦の膨張は張力の低下をもたらします。すなわち、この観点からは、「温度高→音程低」という関係があります。

このふたつの相反する関係で、温度と音の高低が決まるのですが、要するに、温度による密度変化と張力変化のどちらの影響が大きいかによって、温度が上がると音程が上がるか下がるかが決まる、ということになります。両方とも、膨張(長さの変化)に対しての一次関数になると思われるので、どちらが優勢になるかはこれだけでは判断出来ません。このあたりの関係は、弦の材質や太さによっても左右されるところでしょう。

一方、温度が上がることによってギターのボディやネックが膨張すると、一般的には弦長の増加が起きると考えられます。そして、弦長の増加は張力の増加を引き起こします。つまりここでも、「温度高→弦長増→音程低」という効果と、「温度高→張力高→音程高」という相反する効果が現れます。ただし、前者の効果は平方根の外で、後者の効果は平方根の中なので、前者の効果の方が大きいのではないかと推測されます。

以上、温度に対する弦自体の変化が音程に及ぼす影響と、温度によるギターの変形が音程に及ぼす影響を考えてみましたが、相反する要素だらけで、非常に難しいです。総合的に見てどうなるのかは、何とも言えません。物理的なモデルを正確に構築して、それを厳密に解くことは、かなり難しいことだろうと想像します。

まして、湿度が弦やギターに及ぼす影響は、さらにわかりにくいと思います。

さらに根本的なことを言うなら、弦自体の振動と、我々がギターの音として認識している振動はイコールではありません。弦の振動は横波で音波は縦波ですからね。弦の振動(横波)がブリッジ等を通してギターのボディに伝わり、ボディが振動して音(縦波)を発するわけで、その過程(横波→縦波の変換が行われている)においても、上記の考察とは別に温度や湿度の影響があるかもしれません。

因みに、アポヤンドがアルアイレよりもパワフルな音になるのは、弦の振幅の大きさの影響よりも、弦の振動のボディに対して垂直な成分が大きくなり(アポヤンドはそのような振動を発生させやすい)、ブリッジを通してボディに伝わる効率が高いことの影響が大きいから、だと考えています。

というわけで、「とっても複雑で難しい」ということしか述べていないような気がしますが、まあ、そういうわけです。

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皆様ありがとうございます

投稿  syu on 2008-12-31, 6:54 pm

皆様と同じ感覚を共有していたのですね。でも、原理はとても難しいのですね。
ところで最近、ギター同好の志の方の家で練習をしていた時のこと。
偶然、温風ヒーターの、温風が直接弦にかかりました。
曲を弾いている最中でしたが、見る見るうちに(弾く弾くうちに)1~3弦が高くなっていきました。
弾いているうちに3弦ともチューニングが変わっていくのは変な感覚ですよ。
弦を張るとき音を出しながらネジを巻いている時の音の感じです。
すぐ風向を変えましたが、危ないところでした。当然、楽器本体にも良くないのでは?と思いました。
以上が、弦の謎の報告でした。

もうひとつの謎は、meguminoguitar さんからいただいた「syuさんのお部屋はそんなに寒いのですか!」です。
6畳の北向きの2階の和室(窓は北と西)ですがPC及び周辺機器が置いてあります。ここがギター部屋です。
普段は使用してないので火の気が無いのです。ギター弾くときと、PCをやるとき使用してます。
長野県北部ですが、中途半端に寒く(12/31最低気温-4~-7℃)
中途半端な降雪量(12/31朝10cm弱の降雪だが、お昼ごろからの太陽で融ける)
ですので、全館暖房で無いのです。電気ストーブ使ってますが、PM10:00現在、室温12℃、湿度52%です。
午前中は陽があたらず芯から冷えます。午後からは陽が差すので暖かくなります。お日様は偉大です。
湿度はギターにとって丁度良いくらいかもしれませんね。ただ、温度差が大きいのは楽器本体に悪い影響があるのでしょうか?
大変気になるところです。

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Re: 寒い部屋と弦の謎

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