The physics of playing guitar - Oscar Fernando Perez

المترجم: Ahmad Jarbou المدقّق: Muhammad Samir

Hendrix, Cobain and Page.

هندريكس وكوبين وبيج.

They can all shred,

كلهم يستطيعون العزف بروعة طريق للعزف في 80s

but how exactly do the iconic contraptions in their hands

لكن كيف تقوم الآلة الأيقونّية بين أيديهم

produce notes, rhythm, melody and music.

بإنتاج العلامات الموسيقيّة والإيقاع والألحان و الموسيقى.

When you pluck a guitar string, you create a vibration called a standing wave.

عندما تنقرعلى وتر الغيتار، فإنّك تصنع إهتزازاً يسمّى الموجة المستقرّة.

Some points on the string, called nodes, don't move at all,

بعض النّقاط على الوتر ، تسمّى عقدًا، لا تتحرّك إطلاقًا،

while other points, anti-nodes, oscillate back and forth.

بينما النّقاط الأخرى ،و تسمّى القمم ، تهتزّ للأمام وللخلف.

The vibration translates through the neck and bridge to the guitar's body,

ينتقل الإهتزاز عبر عنق ومشط الغيتار إلى جسمه،

where the thin and flexible wood vibrates,

حيث يهتزّ الخشب الرّفيع والمرن،

jostling the surrounding air molecules together and apart.

ليدفع بذلك جزيئات الهواء المحيطة معًا وعلى حدة.

These sequential compressions create sound waves,

هذه الإنضغاطات المتسلسلة تشكّل الأمواج الصوتيّة،

and the ones inside the guitar mostly escape through the hole.

وتلك التّي بداخل الغيتار تخرج على الأغلب عبر الفتحة.

They eventually propagate to your ear,

تنتشر هذه الأمواج في نهاية المطاف لتصل لأذنك،

which translates them into electrical impulses

التّي تترجمها بدورها إلى نبضاتٍ كهربائيّةٍ،

that your brain interprets as sound.

يقوم دماغك بترجمتها إلى صوتٍ.

The pitch of that sound depends on the frequency of the compressions.

حدّة هذا الصّوت تعتمد على تردّد الإنضغاطات.

A quickly vibrating string will cause a lot of compressions close together,

الوتر المهتزّ بسرعةٍ كبيرةٍ سيسبّب تقارب الكثير من الانضغاطات،

making a high-pitched sound,

مما يسبّب صوتًا ذو حدّةٍ عاليةٍ،

and a slow vibration produces a low-pitched sound.

والإهتزاز البطيء سينتج صوتًا ذو حدّةٍ منخفضة.

Four things affect the frequency of a vibrating string:

هناك أربعة أمورٍ تؤثّر على تردد الوتر المهتزّ:

the length, the tension, the density and the thickness.

الطّول والشّد والكثافة والسُمَك.

Typical guitar strings are all the same length,

كلّ أوتار الغيتار التّقليديّة ذات طولٍ واحد،

and have similar tension, but vary in thickness and density.

وذات شدٍّ متماثلٍ، لكنّها تتفاوت بالسُمك والكثافة.

Thicker strings vibrate more slowly, producing lower notes.

كلما زاد سُمك الأوتار، فسوف تهتزّ بشكلٍ أبطأ، وستنتج بالتّالي نغماتٍ أخفض.

Each time you pluck a string,

كلّ مرّةٍ تنقر فيها على وتر،

you actually create several standing waves.

فإنّك في الواقع ستشكّل عدّة موجاتٍ مستقرة.

There's the first fundamental wave, which determines the pitch of the note,

هناك الموجة الأساسيّة الأولى ، التّي تحدّد حدّة النّغمة،

but there are also waves called overtones,

لكن، هناك أيضًا أمواجٌ تسمّى النّغمات التّوافقيّة،

whose frequencies are multiples of the first one.

وتكون تردّداتها مضاعفةً عن الأولى.

All these standing waves combine to form a complex wave with a rich sound.

كلّ هذه الموجات الموقوفة تتداخل لتشكل موجةً معقّدةً ذات صوتٍ غنيّ.

Changing the way you pluck the string affects which overtones you get.

تغيير طريقة النقر على الوتر تؤثّر على النّغمات التّوافقية الّناتجة.

If you pluck it near the middle,

إذا نقرت على الوتر من الوسط،

you get mainly the fundamental and the odd multiple overtones,

ستحصل بشكلِّ رئيسيٍّ على النّغمات الأساسيّة والفرديّة المضاعفة التوافقيّة،

which have anti-nodes in the middle of the string.

والتّي تملك قممًا في وسط الوتر.

If you pluck it near the bridge, you get mainly even multiple overtones

إذا نقرت قرب الجسر، ستحصل بشكلٍّ رئيسيٍّ على نغماتٍ توافقيّةٍ مضاعفةٍ زوجيّةٍ،

and a twangier sound.

وصوتٍ رنّان.

The familiar Western scale is based on the overtone series of a vibrating string.

السلم الغربيّ المألوف يعتمد على سلسلة نغماتٍ توافقيّةٍ لوترٍ مهتزٍّ.

When we hear one note played with another that has exactly twice its frequency,

عندما نسمع نغمةً تُعزف مع أخرى لها ضعف التردّد تماماُ،

its first overtone,

موجتها التّوافقية الأولى،

they sound so harmonious that we assign them the same letter,

سيكون صوتهما منسجمٌ جداً، حيث سنقوم بتخصص لهم الحرف نفسه،

and define the difference between them as an octave.

ونحدّد الفرق بينهما بما يسمّى الجواب.

The rest of the scale is squeezed into that octave

يتم ضغط باقي السّلّم إلى ذلك الجواب،

divided into twelve half steps

مقسّمة إلى اثني عشر خطوةٍ نصفيّة،

whose frequency is each 2^(1/12) higher than the one before.

تردّد كلٍّ منها 2 مرفوعًا للقوة (12/1) أعلى من سابقتها.

That factor determines the fret spacing.

إنّ هذا العامل يحدّد الّتباعدات للأوتار العرضيّة.

Each fret divides the string's remaining length by 2^(1/12),

كلّ وتر عرضيٍّ يقسّم المسافة المتبقيّة من الوتر بمقدار2 مرفوعًا للقوّة (12/1)،

making the frequencies increase by half steps.

مما يجعل التّردّدات تزداد بخطواتٍ نصفيّةٍ.

Fretless instruments, like violins,

الآلات التّي لاتملك أوتارًا عرضيّة كالكمان،

make it easier to produce the infinite frequencies between each note,

تسهّل إنتاج تردّداتٍ لانهائيّةٍ بين كلّ نغمةٍ،

but add to the challenge of playing intune.

لكن يزيد التّحدي للعزف بتناغم.

The number of strings and their tuning

عدد الأوتار ودوزنتها (ضبط نغماتها)،

are custom tailored to the chords we like to play

هي مصمّمةٌ خصيصًا للنّغمات(كوردات) التّي نريد عزفها،

and the physiology of our hands.

ولفيسيولوجيا أيادينا.

Guitar shapes and materials can also vary,

يمكن لأشكال ومواد الغيتار أن تختلف أيضًا،

and both change the nature and sound of the vibrations.

وكلاهما يغيران طبيعة وصوت الإهتزازات.

Playing two or more strings at the same time

النقر على اثنين أو أكثر من الأوتار في ذات الوقت،

allows you to create new wave patterns like chords and other sound effects.

يسمح لك أن تصنع أنماطًا جديدةً من الأمواج كالكوردات وغيرها من المؤثرات الصّوتية.

For example, when you play two notes whose frequencies are close together,

على سبيل المثال، عندما تقوم بعزف نغمتين ذواتا تردّداتٍ متقاربةٍ،

they add together to create a sound wave whose amplitude rises and falls,

يجتمعان معًا لإنشاء موجةٍ صوتيّةٍ، سعتها ترتفع وتنخفض،

producing a throbbing effect, which guitarists call the beats.

مما ينتج تأثير النّبضات ، الذّي يسميه عازفو الغيتار بالضّربات.

And electric guitars give you even more to play with.

والغيتارات الكهربائيّة تعطيك المزيد لتعزف به.

The vibrations still start in the strings,

لازالت الإهتزازات تبدأ في الأوتار،

but then they're translated into electrical signals by pickups

لكنّها تترجم إلى إشاراتٍ كهربائيّةٍ بواسطة نواقل،

and transmitted to speakers that create the sound waves.

ويتمّ نقلها إلى مكبرات الصّوت التّي تشكّل موجاتٍ صوتيّةٍ.

Between the pickups and speakers,

بين النّواقل ومكبّرات الصّوت،

it's possible to process the wave in various ways,

إنّه من الممكن أن تعالج الموجة بعدّة طرقٍ،

to create effects like distortion, overdrive, wah-wah, delay and flanger.

لخلق تأثيراتٍ مثل التشويه ,التّسريع والواه واه والتّأخير والدّمج.

And lest you think that the physics of music is only useful for entertainment,

وخشية أن تظن أن فيزياء الموسيقى هي مفيدةٌ فقط للتّرفيه،

consider this.

تأمّل هذا.

Some physicists think that everything in the universe

بعض الفيزيائيين يظنون أنّ كلّ شيءٍ في الكون،

is created by the harmonic series of very tiny, very tense strings.

قد خلق بواسطة سلاسل متوافقة لأوتارٍ شديدة الصغر ومشدودةٍ جدًا.

So might our entire reality

لذلك هل يمكن لواقعنا بأكمله

be the extended solo of some cosmic Jimi Hendrix?

أن يكون العزف المنفرد الموسّع ل جيمي هيندركس كوني؟

Clearly, there's a lot more to strings than meets the ear.

من الواضح أنّ في الأوتار أكثر مما يمكن أن تسمعه الأذن.