The physics of playing guitar - Oscar Fernando Perez

Translator: sadegh zabihi Reviewer: Hajar Almasi

Hendrix, Cobain and Page.

هندریکس٬ کوبِین و پِیج.

They can all shred,

همگی خیلی خوب ساز می‌زنند٬

but how exactly do the iconic contraptions in their hands

اما دقیقا چطور آنها با ابزار در دست خود

produce notes, rhythm, melody and music.

نت‌ها٬ ریتم٬ ملودی و موسیقی تولید می‌کنند.

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

وقتی که یک سیم گیتار را به صدا در می‌آورید ارتعاشی به نام موج ایستاده ایجاد می‌کنید.

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

بعضی نقاط سیم٬ که گره خوانده می‌شوند اصلا جابجا نمی‌شوند٬

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

درحالی که بعضی دیگر از آنها٬ به نام ضد گره٬ به جلو و عقب نوسان می‌کنند.

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

ارتعاش از طریق خرک و شیطانک به بدنه گیتار منتقل می‌شود٬

where the thin and flexible wood vibrates,

جایی که چوب نازک و انعطاف پذیر ارتعاش می‌کند٬

jostling the surrounding air molecules together and apart.

و باعث به هم خوردن مولکول‌های هوای اطراف می‌شود.

These sequential compressions create sound waves,

این فشرده شدن‌های پیاپی امواج صوت را به وجود می‌آورند٬

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

و بیشتر آنهایی که درون گیتار هستند از طریق حفره از آن خارج می‌شوند.

They eventually propagate to your ear,

بالاخره آنها تا گوش شما منتشر می‌شوند٬

which translates them into electrical impulses

جایی که آنها به صورت پالس‌های الکتریکی ترجمه می‌شوند

that your brain interprets as sound.

و مغز شما آنها را به عنوان صدا تفسیر می‌کند.

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

زیر و بمی صدا به بسامد فشرده شدن‌ها بستگی دارد.

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

یک سیم با ارتعاش سریع تعداد زیادی تراکم نزدیک به هم ایجاد می‌کند٬

making a high-pitched sound,

که باعث به وجود آمدن صدای زیر می‌شود٬

and a slow vibration produces a low-pitched sound.

و یک ارتعاش آهسته باعث به وجود آمدن صدای بم می‌شود.

Four things affect the frequency of a vibrating string:

چهار چیز بر بسامد سیم مرتعش تأثیر می‌گذارند:

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

طول٬ کشش٬ چگالی و ضخامت سیم.

Typical guitar strings are all the same length,

سیم‌های گیتار معمولی همگی یک طول دارند٬

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

و به یک اندازه کشیده می‌شوند٬ اما در ضخامت و چگالی با هم تفاوت دارند.

Thicker strings vibrate more slowly, producing lower notes.

سیم‌های کلفت‌تر آهسته‌تر ارتعاش می‌کنند٬ و نت‌های بم‌تری تولید می‌کنند.

Each time you pluck a string,

هر بار که سیم را به صدا در می‌آورید٬

you actually create several standing waves.

شما در واقع تعداد زیادی موج ایستاده تولید می‌کنید.

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

یک موج اول اساسی هست که زیر و بمی صدا را مشخص می‌کند٬

but there are also waves called overtones,

اما موج‌های دیگری هم هستند که امواج فرعی خوانده می‌شوند٬

whose frequencies are multiples of the first one.

که فرکانس آنها مضاربی از فرکانس موج اول است.

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

همه‌ی این امواج با هم ترکیب می‌شوند تا موجی پیچیده با صدایی رسا تولید کنند.

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

تغییر نحوه ضربه زدن به سیم نوع امواج فرعی را تغییر می‌دهد.

If you pluck it near the middle,

اگر به نزدیک وسط سیم ضربه بزنید٬

you get mainly the fundamental and the odd multiple overtones,

به طور کلی موج اساسی به وجود می‌آید و تعداد امواج فرعی فرد خواهد بود٬

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

و یک ضدگره در میان سیم وجود خواهد داشت.

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

اگر در نزدیکی خرک به سیم ضربه بزنید٬ به طور کلی تعداد امواج فرعی زوج خواهد بود

and a twangier sound.

و صدا تو دماغی می‌شود.

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

سیستم نت نگاری غربی بر اساس امواج فرعی یک سیم مرتعش ایجاد شده است.

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

وقتی یک نت را به همراه نتی دیگر می‌شنویم که دقیقا فرکانسی دوبرابر آن دارد٬

its first overtone,

این موج فرعی اول است٬

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

آنها به حدی با هم هماهنگ صدا می‌دهند که یک حرف به هردوی آنها اختصاص داده می‌شود٬

and define the difference between them as an octave.

و تفاوت میان آنها به عنوان یک اکتاو شناخته می‌شود.

The rest of the scale is squeezed into that octave

مابقی درجات هم در همان اکتاو گنجانده می‌شوند

divided into twelve half steps

و به دوازده نیم فاصله تقسیم می‌شوند

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

که فرکانس نوسان هر یک دو به توان یک دوازدهم برابر درجه قبلی است.

That factor determines the fret spacing.

این عامل مشخص کننده فاصله‌ی پرده‌ها است.

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

هر پرده دو به توان یک دوازدهم از طول باقی مانده از سیم را کاهش می‌دهد٬

making the frequencies increase by half steps.

که باعث می‌شود فرکانس به اندازه نیم فاصله افزایش بیابد.

Fretless instruments, like violins,

سازهای بدون پرده مثل ویولن٬

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

ساختن بی نهایت فرکانس را بین نت‌ها آسان‌تر می‌کنند٬

but add to the challenge of playing intune.

اما کوک نواختن آنها دشوارتر است.

The number of strings and their tuning

تعداد سیم‌های هر ساز و کوک آنها

are custom tailored to the chords we like to play

به صورت سنتی بر اساس آکوردهایی که دوست داریم بنوازیم

and the physiology of our hands.

و فیزیولوژی دست ما طراحی شده است.

Guitar shapes and materials can also vary,

شکل گیتارها و مواد استفاده شده در آنها هم می‌توانند متفاوت باشند٬

and both change the nature and sound of the vibrations.

و هردو مورد می‌توانند طبیعت و صدای ارتعاش آن را تغییر دهند.

Playing two or more strings at the same time

نواختن دو یا چند سیم به طور همزمان

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

به شما اجازه می‌دهد تا الگوهای موجی جدید مثل آکوردها و صداهای متفاوت را بسازید.

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

برای مثال٬ وقتی که دو نت را اجرا می‌کنید که فرکانس آنها به هم نزدیک است٬

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

آنها به هم می‌پیوندند و موج صوتی می‌سازند که دامنه آن کم و زیاد می‌شود٬

producing a throbbing effect, which guitarists call the beats.

و یک حالت تپیدن به وجود می‌آید که گیتاریست‌ها به آن ضربان می‌گویند.

And electric guitars give you even more to play with.

و گیتارهای الکتریک حتی امکانات بیشتری در اختیار شما می‌گذارند.

The vibrations still start in the strings,

ارتعاش هنوز در سیم آغاز می‌شود٬

but then they're translated into electrical signals by pickups

اما پس از آن بوسیله پیکآپ به امواج الکتریکی تبدیل می‌شوند

and transmitted to speakers that create the sound waves.

و به بلندگوها انتقال می‌یابند و در آنجا به موج صوتی تبدیل می‌شوند.

Between the pickups and speakers,

بین پیکآپ‌ها و بلندگوها٬

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

امکان انجام فرآیندهای مختلف بر روی موج وجود دارد٬

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

وافکت‌هایی مثل اعوجاج٬ ادامه بیش از حد٬ قطع و وصل٬ و تاخیر و تشدید ساخته می‌شوند.

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

و اگر فکر می‌کنید که فیزیک موسیقی فقط به درد سرگرمی می‌خورد٬

consider this.

این را در نظر بگیرید.

Some physicists think that everything in the universe

بعضی فیزیکدانان فکر می‌کنند که همه چیز در کیهان

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

از سری‌های هماهنگ سیم‌های بسیار کوچک و بسیار سخت ساخته شده است.

So might our entire reality

پس ممکن است همه واقعیت ما

be the extended solo of some cosmic Jimi Hendrix?

تکنوازی گسترده‌ی یک جیمی هندریکس کیهانی باشد؟

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

آنچه واضح است٬ بیش از آنچه به گوش می‌رسد در سیم‌ها اتفاق می‌افتد.