Zjawisko martwych dźwięków, czyli co?

Zjawisko „martwych dźwięków”, złe brzmienie oraz przydźwięki w gitarach, martwe dźwięki lub martwe pola (ang. dead spots) zwane potocznie wśród gitarzystów „wilkami” dotyczą praktycznie wszystkich instrumentów strunowych.

Można przyjąć założenie, że posiada je każdy instrument, jednakże występują one w różnym nasileniu. Już na samym początku trzeba uświadomić sobie, że nie ma instrumentu idealnego - jeszcze nikt takiego nie stworzył, choć jak pokazuje życie wielu instrumentom stworzono całkiem ciekawe legendy. Oczywiście są pewne modele, które do dzisiaj wyznaczają niedoścignione wzorce czy też cechują się nadzwyczajnymi walorami brzmieniowymi. Warto tu wspomnieć choćby skrzypce Stradivariego, czy bliższe gitarzystom modele Gibson Les Paul czy Fender Stratocaster.

Jeśli jednak poznamy trochę historii i przyjrzymy się bliżej całemu zagadnieniu, to uświadomimy sobie, że także Stradivari stworzył wiele instrumentów, które w żaden sposób nie przyniosłyby mu czci, jaką darzymy go dzisiaj. Do „ideału” skrzypiec doszedł dopiero po trzydziestoletnich żmudnych poszukiwaniach. A wspomniane gitary są ikonami, znanymi głównie przez pryzmat dorobku muzycznego wielu herosów gitary, głównie z lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych. Wspomniane instrumenty to po prostu przełomowe konstrukcje, które wyznaczyły nowe obszary w muzyce oraz technologii budowy instrumentów.

Bezkrytyczne podejście do jakości wszystkich wyprodukowanych gitar Les Paul, Stratocaster czy wielu innych, jest obarczone sporym błędem. Owszem, są wśród nich egzemplarze „magiczne”, mające to „coś”, ale próbując ocenić rzecz obiektywnie, większość z nich to instrumenty przeciętne, niejednokrotnie nie pozbawione wad, jakie posiada wiele im podobnych. Ot, tak jak z ludźmi - narody składają się z milionów obywateli, ale ich losem kierują tylko ich wybitni przedstawiciele.

Martwe dźwięki - co to jest?

Po uderzeniu struny wybrzmiewa ona przez pewien czas, do momentu całkowitego wygaśnięcia dźwięku. Pomijając wiele aspektów można założyć, że wibrowanie struny w funkcji czasu dzielimy na dwa etapy: atak oraz wybrzmienie. Atak trwa relatywnie krótko i jest to czas od momentu uderzenia struny do osiągnięcia największej głośności. Następnie głośność stopniowo zmniejsza się aż do całkowitego wyciszenia, a ten etap drgania struny określamy jako wybrzmienie (także jako sustain lub decay).

Pozornie wszystkie struny na wszystkich progach powinny mieć bardzo zbliżony czas wybrzmienia. Tak niestety nie jest. Im krótsza struna tym jej wybrzmienie jest też krótsze. Czasami jednak na określonym progu danej struny wybrzmienie jest wyjątkowo krótkie, a głośność wyraźnie mniejsza. Zagrany dźwięk jest wyraźnie „głuchy” i odbiega od innych. Takie dźwięki są właśnie określane jako martwe lub głuche.

Powszechnie uważa się iż powodem powstawania wilków, jest nakładanie i zbijanie się częstotliwości rezonansu danego elementu gitary i struny, na której zagrano podobny dźwięk. Aby zminimalizować ich wpływ, producenci budują korpusy i, w szczególności, gryfy, z wielu warstw drewna o różnych charakterystykach brzmieniowych.

Przyczyną martwych dźwięków w gitarze może być każdy z jej elementów składowych. Jednakże w opinii wielu osób badających to zagadnienie główny ciężar powstawania tego zjawiska przypisuje się szyjce gitary. To właśnie szyjka gitary elektrycznej jest w największym stopniu odpowiedzialna za przenoszenie drgań strun na korpus i w największym stopniu, poza strunami, ulega wibracji podczas gry.

Wibrowanie szyjki wzbudzone przez drgającą strunę może powodować zjawisko interferencji czyli wzajemnego tłumienia drgań. Dzieje się tak, jeśli nakładają się na siebie dwie te same częstotliwości, jednakże o przeciwnych fazach. Tak jak już wspomniano, to zjawisko dotyka praktycznie wszystkich instrumentów. W żaden sposób nie da się na dzisiejszym poziomie nauki wskazać jednoznacznej przyczyny jego powstawania i jedynej słusznej metody jego rozwiązania.

Przez wiele lat prowadzono szereg doświadczeń, a nawet badań naukowych i choć rzuciły one nowe światło na istotę tego problemu, to wszystko wskazuje, że również i nasza gitara posiada martwe dźwięki. Na jednym z forum w internecie, na którym poruszono to zagadnienie, można przeczytać opinię wypowiedzianą przez Dona Younga z firmy National produkującej gitary rezofoniczne. Don Young przez ponad trzydzieści lat rozmawiał na ten temat z wieloma producentami gitar.

Wszyscy oni wskazywali wiele przyczyn powstawania martwych dźwięków oraz sposobów ich eliminowania. Jednakże najbardziej obrazowa jest konkluzja jego całej wypowiedzi: otóż Don Young stwierdził, że jeśli pozna prawdziwe rozwiązanie tego problemu, to z pewnością zostanie milionerem. Dość wiarygodne wydaje się wyjaśnienie całego zjawiska na bazie badań przeprowadzonych z użyciem skanującego wibrometru laserowego. W podsumowaniu badań możemy przeczytać, że w pewnych okolicznościach wibracja struny może pobudzać rezonowanie szyjki, czego efektem jest dodatkowe tłumienie drgań struny.

Na bazie pomiarów utworzono mapę obszarów gitary, które dla określonych częstotliwości w najsilniejszym stopniu podlegają wibrowaniu. W zestawieniu z wykresem mechanicznego przewodzenia drgań przez szyjkę dla danych częstotliwości można wyznaczyć miejsca, w których w najsilniejszym stopniu będzie dochodzić do zjawiska interferencji, czyli w tym wypadku tłumienia drgań struny.

Schematyczne przedstawienie intensywności drgań gitary typu Stratocaster dla częstotliwości 430 Hz.

Fatfinger

Ciekawym rozwiązaniem, które w opinii wielu gitarzystów poprawia wybrzmienie instrumentu, a także wpływa na redukcję zjawiska martwych dźwięków jest użycie Fatfingera. Fatfinger to klamra mocowana do główki gitary. Przez zastosowanie dodatkowego obciążenia na końcu szyjki zmienia się cały układ rezonansowy instrumentu. 

Wielu gitarzystów twierdzi, że na długość wybrzmienia instrumentu ma istotny wpływ właśnie główka. W ich opinii duże główki, o znacznej masie, dają gitarze większy sustain. Może to i prawda, jednakże jaki sustain powinny w tej sytuacji mieć gitary bez główek, czyli typu headless? Spora rzesza użytkowników takich gitar wskazuje właśnie, że cechują się one długim wybrzmieniem.

Tak, czy inaczej, należy wziąć pod uwagę fakt, że na brzmienie instrumentu nie pozostają obojętne również odcinki struny między siodełkiem a kołkami stroików. Także i one wpadają podczas gry w rezonans, a generowane przez nie dźwięki są słyszalne w całym spektrum brzmienia instrumentu. Dlatego też wielu gitarzystów montuje różne tłumiki zakładane na tę część strun.

Spotkać można też opinie, że wyraźny wpływ na zmianę brzmienia instrumentu miała wymiana stroików, zwłaszcza na zdecydowanie cięższe np. blokowane. Wszystko wskazuje, że większy ciężar stroików zmienił układ naprężeń w szyjce, co nie pozostało to bez wpływu na brzmienie całej gitary. Może się więc okazać, że po zmianie stroików zanikną wcześniej występujące martwe dźwięki lub ich intensywność zostanie znacznie zredukowana.

Warto przy okazji wspomnieć jeszcze o jednym zjawisku, które ma miejsce w instrumentach strunowych. Występuje ono w większym nasileniu w gitarach z pudłem rezonansowym, jednakże i w gitarach z litym korpusem można je też łatwo zaobserwować. Istota zjawiska polega na wzbudzaniu wibracji pustej struny przez zagranie dźwięku o takiej samej wysokości, lecz na innej strunie. Na przykład, gdy przy bardzo dobrze nastrojonej gitarze na dziewiątym progu struny D zagramy dźwięk H, po krótkiej chwili zobaczymy, że również wibruje pusta struna H. Tak więc słyszany dźwięk H nie pochodzi tylko ze struny D, ale jest sumą drgań struny D oraz H.

I choć struny teoretycznie drgają z tą samą częstotliwością, to chociażby z tego względu, że mają różną masę czy długość czynną, po pewnym czasie mogą negatywnie wpływać na siebie wzajemnie, czego jednym z efektów może być krótsze trwanie dźwięku. Aby dokładnie poznać to zjawisko możemy też przeprowadzić pewien eksperyment i najlepiej, jeśli w ogólne nie będziemy podłączać gitary do wzmacniacza, tylko do korpusu gitary przyłożymy nasze ucho. Eksperyment ten polega na tym, że np. na piątym progu dociskamy strunę E6 (dźwięk A), uderzamy ją i po około sekundzie tłumimy palcem prawej ręki (ważne).

Jeśli zmniejszymy nacisk palca lewej ręki, jak czasami się to robi podczas normalnej gry, na krótki czas odezwie się flażolet 5 progu. Mimo, że struna została stłumiona, cały czas słyszymy dźwięk A. Jak się okazuje, jego źródłem jest już drgająca struna A5. Jeśli nie wierzymy, że tak jest, przyjrzyjmy się bliżej strunie A5 (czy wibruje) lub przy powtórzeniu tego eksperymentu, po kolejnej sekundzie lub dwóch, stłummy też kolejnym palcem prawej ręki strunę A5. Dźwięk A zginie.

Niekiedy po jego stłumieniu możemy jeszcze usłyszeć wysokie tony, które mogą pochodzić z lekkiego drgania pozostałych strun lub odcinków strun za siodełkami (czasami też będą gdzieś odzywać się sprężyny systemu tremolo). Osoby, które chcą wnikliwie poznać prawdziwe brzmienie swojego instrumentu i to, jak wpływają na nie poszczególne jego części składowe, powinny zaopatrzyć się w stetoskop i różnego typu tłumiki do wyciszania strun czy sprężyn. Doznania mogą być naprawdę ekstremalne.

Gitara funkcjonuje jak biologiczny organizm

Bardzo często zdarza się, że przyczyną słabszego wybrzmiewania danej struny, a niekiedy całej gitary, jest jakiś element jej budowy. W dalszej części przewodnika opisano inne przyczyny powstawania martwych dźwięków oraz złego wybrzmiewania instrumentu.