นักทรัมเป็ตคนหนึ่งในการศึกษาในห้องปฏิบัติการเป่าด้วยความดันราว 25 kPa กับโน้ตสูงสุด มากกว่าความดันโลหิตซิสโทลิกปกติที่ราว 18 kPa (Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999) ความดันนั้นขับให้ริมฝีปากที่สั่นกระพือต่อกับคอลัมน์อากาศซึ่งยอดการสั่นพ้องอยู่ในช่วงราวหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของโน้ตที่เล่น นักทรอมโบนสิบคนให้เสียงสูงกว่ายอดอิมพีแดนซ์ของลำท่อประมาณ 1.1% (Boutin และคณะ, JASA 2015) การศึกษาปี 2026 วัดนักเล่นฮอร์นที่กดเมาท์พีซลงบนริมฝีปากด้วยแรงเฉลี่ย 40 N ที่โน้ต F5 สูง (Hirano และ Kinoshita, JASA 2026) และในวงออร์เคสตราของนักศึกษา ปริมาณเสียงสะสมเฉลี่ยรายวันของนักทรัมเป็ตสูงถึง 88.4 dB(A) (Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007) เรารวบรวมข้อมูลจาก Journal of the Acoustical Society of America, Acta Acustica, รายงานการประชุม Forum Acusticum ปี 2023, 2025 และ 2026, Vienna Talk on Music Acoustics, Australian Acoustical Society รวมถึงบทความวิจัยและวิทยานิพนธ์อื่น ๆ อีกกว่าสิบฉบับ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นก่อนที่ห้องจะเข้ามามีส่วน ซึ่งเป็นหัวข้อของสถิติเสียงก้องและความชัดเจนของห้องแสดงคอนเสิร์ตของเรา
สรุปโดยย่อ
- นักทรัมเป็ตคนหนึ่งใช้ความดันลมเป่าราว 25 kPa กับโน้ตสูงสุด เทียบกับความดันโลหิตซิสโทลิกปกติที่ราว 18 kPa (Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999)
- ยอดความดันที่เมาท์พีซจากการจำลองอยู่ที่ราว 790 Hz สำหรับทรัมเป็ต 660 Hz สำหรับคอร์เน็ต และ 1150 Hz สำหรับฟลูเกลฮอร์น (Rose และ Holloway, Acoustics 2012)
- แรงกดเมาท์พีซของฮอร์นเพิ่มจากเฉลี่ย 5 N ที่ F2 เป็น 40 N ที่ F5 เมื่อเล่นระดับเมซโซฟอร์เต (Hirano และ Kinoshita, JASA 2026)
- การเริ่มโน้ตทรัมเป็ตแบบคมเริ่มจากความดันในช่องปากที่กระโดดขึ้นเกือบ 2 kPa ส่วนการเริ่มแบบนุ่มกระโดดน้อยกว่า 1 kPa (Hruska และคณะ, Vienna Talk 2015)
- คลื่นกระแทกของทรอมโบนที่เล่นระดับฟอร์ติสซิโมสร้างฮาร์มอนิกสูงที่อาจแผ่ไปไกลเกิน 40 kHz (Campbell และ Myers, Forum Acusticum 2023)
- เมื่อไม่มีมือในปากแตร ยอดอิมพีแดนซ์ของฮอร์นจะจางลงเหนือ 450 Hz และหายไปเหนือ 750 Hz (Dell และคณะ, ISMA 2010)
- การหน่วงปากแตรทรัมเป็ตทำให้กำลังสัมพัทธ์ของความถี่มูลฐานเปลี่ยนไปมากกว่า 3 dB (Moore และคณะ, Acta Acustica 2005)
- การเคลือบผิวอธิบายความแปรปรวนของลักษณะเฉพาะทางเสียงได้ 0.43% เทียบกับ 5.22% สำหรับตัวผู้เล่น (Oehler และคณะ, Forum Acusticum 2026)
- ปริมาณเสียงสะสมเฉลี่ยรายวันของนักทรัมเป็ตนักศึกษาอยู่ที่ 88.4 dB(A) เทียบกับ 77.1 dB(A) สำหรับดับเบิลเบส (Backus และคณะ, ISPS 2007)
- จากแบ็กบอร์ (ท่อเรียวด้านหลังคอเมาท์พีซ) ที่คัดลอกมา 12 ชิ้น ปริมาตรรวมไม่ได้สัมพันธ์กับสีสันเสียงอย่างชัดเจน แต่รูปทรงสัมพันธ์ (Frost, University of Washington 2014)
1. ยอดอิมพีแดนซ์ขาเข้า: ลำท่อสร้างอนุกรมฮาร์มอนิกได้อย่างไร
อิมพีแดนซ์ขาเข้าคืออัตราส่วนระหว่างความดันที่แกว่งกับการไหลของอากาศที่แกว่งตรงเมาท์พีซ วัดทีละความถี่ ตรงจุดที่มันขึ้นสูงสุด คอลัมน์อากาศจะดันกลับใส่ริมฝีปากแรงที่สุด และข้อมูลป้อนกลับนั้นเองที่ล็อกริมฝีปากให้อยู่กับโน้ตหนึ่ง ทรงกระบอกเรียบที่ปิดปลายตรงริมฝีปากให้เพียงการสั่นพ้องในอัตราส่วนเลขคี่ 1:3:5:7 ขณะที่ลำท่อแบบทรัมเป็ตให้ 2:3:4:5 (UNSW Music Acoustics, Brass acoustics introduction) ศิลปะทั้งหมดของการออกแบบเครื่องทองเหลืองคือการเปลี่ยนชุดแรกให้เป็นชุดที่สอง
ปากแตรทำงานส่วนใหญ่นั้น การบานออกของมันสะท้อนความถี่ต่ำกลับเร็ว ทำให้ความยาวเชิงเสียงสั้นลงในปริมาณที่ต่างกันที่แต่ละความถี่ การสั่นพ้องเลขคี่จึงเลื่อนไปเป็นอนุกรมฮาร์มอนิกที่สมบูรณ์ โดยมีการสั่นพ้องต่ำสุดที่ถูกจูนเพี้ยนออกไป คือโน้ตเพดัล (Moore, Acoustics Today 2016) ตัวเลขด้านล่างแสดงให้เห็นว่าการจัดแนวนั้นแนบแน่นเพียงใด และเลื่อนไปเร็วแค่ไหนหลังจากเล่นไปเพียงไม่กี่วินาที
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ความยาวของทรัมเป็ตสมัยใหม่ ส่วนใหญ่เป็นท่อทรงกระบอก | ราว 1.4 m | Moore, Acoustics Today 2016 |
| การสั่นพ้องของโน้ตเปิดในทรัมเป็ต คอร์เน็ต หรือฟลูเกลฮอร์น Bb (ไม่รวมโน้ตเพดัล) | ราวจำนวนเท่าของ 116 Hz | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| ยอดอิมพีแดนซ์ของลำท่อที่สอง สาม และสี่ของทรอมโบนเทเนอร์ (ทุกเงื่อนไขการทดสอบ) | 113.0-113.9 Hz, 170.9-172.1 Hz และ 227.7-229.4 Hz | Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, SMAC 2013 |
| ค่าเฉลี่ยที่ความถี่ยอดอิมพีแดนซ์ของทรอมโบนลดลง เมื่อวัดหลังเล่นไป 3 s และหลัง 10 s | 0.48% และ 0.62% | Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, SMAC 2013 |
| ความถี่ที่เล่นจริงของโน้ต Bb2 และ Bb3 ของทรอมโบนในการทดสอบชุดเดียวกัน | 115.7 Hz และ 227.4 Hz | Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, SMAC 2013 |
หมายเหตุด้านบริบท: Bb2 ต่ำให้เสียงสูงกว่ายอดของลำท่อ ส่วน Bb3 ต่ำกว่ายอดเพียงเล็กน้อย นี่คือเหตุผลที่นักอะคูสติกมองเส้นโค้งอิมพีแดนซ์เป็นแผนที่บอกว่าโน้ตเล่นง่ายตรงไหน ไม่ใช่รายการระดับเสียงที่แน่นอน ข้อมูลล่าสุดที่มีสำหรับการวัดยอดของทรอมโบนนี้: การประชุม SMAC ปี 2013
2. ปากแตร มือ และรูระบาย: การปรับรูปทรงของยอด
ปากแตรยังกำหนดความถี่คัตออฟ ซึ่งเป็นจุดที่เหนือขึ้นไปเสียงจะไม่สะท้อนกลับมาที่ริมฝีปากอีกต่อไป แต่แผ่ออกไปข้างนอกเท่านั้น เหนือจุดนี้ยอดอิมพีแดนซ์จะหดลงและเครื่องดนตรีสูญเสียการควบคุมผู้เล่น นี่คือเหตุผลที่มือขวาของนักเล่นฮอร์นสำคัญมาก: เมื่อไม่มีมือในปากแตร การวัดครั้งก่อน ๆ พบว่ายอดอิมพีแดนซ์ของฮอร์นลดลงอย่างมากเหนือ 450 Hz และหายไปเหนือ 750 Hz ดังที่สรุปไว้โดย Dell, James, Davidson และ Wolfe ที่ ISMA 2010
รูด้านข้างทำหน้าที่เดียวกันจากอีกตำแหน่งหนึ่ง การศึกษาปี 2025 กับทรัมเป็ตแบบมีรูสไตล์บาโรกวัดว่ารูเปิดเพียงรูเดียวเลื่อนการสั่นพ้องที่ใกล้โน้ตซึ่งมันมีไว้แก้อย่างไร (Arago Bishop, Myers และ Campbell, Forum Acusticum 2025) บทเรียนจากทั้งสองเรื่อง: การเปลี่ยนรูปทรงเล็กน้อยใกล้ปลายเปิดเลื่อนยอดไปไม่กี่เฮิรตซ์และเปลี่ยนความสูงของยอด และผู้เล่นสังเกตเห็นได้
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ยอดอิมพีแดนซ์ของฮอร์นเมื่อไม่มีมือในปากแตร (การวัดครั้งก่อนโดย Backus, Benade และ Widholm) | ลดลงอย่างมากเหนือ 450 Hz และไม่มีเหนือ 750 Hz | Dell, James, Davidson และ Wolfe, ISMA 2010 |
| ความถี่คัตออฟของปากแตรฮอร์น | ราว 500 Hz | Dell, James, Davidson และ Wolfe, ISMA 2010 |
| ความต่างระหว่างการวัดซ้ำของยอดอิมพีแดนซ์ฮอร์นยอดที่ 1 ถึง 20 เมื่อใส่มือจำลองเดิมกลับเข้าไปใหม่ (rms) | 0.1 dB ในด้านความสูง และ 0.4 Hz ในด้านความถี่ | Dell, James, Davidson และ Wolfe, ISMA 2010 |
| นักเล่นฮอร์นที่ประเมินว่ามิวต์สำหรับซ้อมที่มีความเป็นฮาร์มอนิกใกล้เคียงมือที่สุดนั้นเสียงตรง | 4 จาก 5 คนที่ตอบ | Dell, James, Davidson และ Wolfe, ISMA 2010 |
| ความถี่คัตออฟของรูระบายช่วงคู่แปดขนาดเล็ก (รัศมี 1.75 mm) บนทรัมเป็ตแบบมีรู | 817 Hz | Arago Bishop, Myers และ Campbell, Forum Acusticum 2025 |
| การสั่นพ้องที่ใกล้โน้ต G5 ที่สุด เมื่อปิดรูทั้งหมดเทียบกับเมื่อเปิดรูนิ้วหัวแม่มือ | 790.30 Hz เทียบกับ 829.19 Hz | Arago Bishop, Myers และ Campbell, Forum Acusticum 2025 |
หมายเหตุเกี่ยวกับค่าผิดปกติ: รูระบายทำงานเหมือนตัวกรองความถี่สูงผ่าน การสั่นพ้องที่ต่ำกว่าความถี่คัตออฟของมันถูกผลักไปมาอย่างแรง ส่วนการสั่นพ้องที่สูงกว่าแทบไม่เปลี่ยน นี่คือเหตุผลที่รูช่วงคู่แปดขนาดเล็กซึ่งมีความถี่คัตออฟต่ำรบกวนการสั่นพ้องใกล้โน้ตของมันน้อยกว่ารูนิ้วหัวแม่มือขนาดใหญ่มาก ซึ่งมีความถี่คัตออฟราว 1913 Hz อยู่สูงกว่าโน้ตที่มันรับผิดชอบอยู่มาก ข้อมูลล่าสุดที่มีเรื่องตำแหน่งมือในปากแตรฮอร์น: ISMA ปี 2010
3. ถ้วย คอ และแบ็กบอร์ของเมาท์พีซ
เมาท์พีซคือตัวสั่นพ้องขนาดเล็กที่ต่อเข้ากับตัวสั่นพ้องขนาดใหญ่ ปริมาตรถ้วยของมันทำตัวเหมือนสปริง (ความยืดหยุ่นเชิงเสียง) และคอที่แคบทำตัวเหมือนมวล (ความเฉื่อยเชิงเสียง) ทั้งสองจึงสั่นพ้องร่วมกัน นี่คือเหตุผลที่ เมาท์พีซยกอิมพีแดนซ์ขาเข้าของทรัมเป็ตขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตลอดช่วง 200 Hz ถึง 1.5 kHz ซึ่งเป็นช่วงเล่นปกติของเครื่องดนตรี (Moore, Acoustics Today 2016) ถ้วยที่ตื้นกว่าจะยกการสั่นพ้องนั้นขึ้น ผู้เล่นจึงมักเปลี่ยนไปใช้ถ้วยแบบนั้นเมื่อต้องการโน้ตที่สูงกว่าช่วงปกติ
การสร้างแบบจำลองสนับสนุนสิ่งที่ผู้เล่นได้ยิน การศึกษาด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์กับทรัมเป็ต คอร์เน็ต และฟลูเกลฮอร์นพบว่าเมาท์พีซแต่ละอันทิ้งยอดที่แตกต่างกันไว้ในสเปกตรัมความดันที่เมาท์พีซ และเมาท์พีซมากกว่าตัวท่อที่กำหนดย่านกลาง (Rose และ Holloway, Acoustics 2012) ตำนานเรื่องแบ็กบอร์ (ท่อเรียวด้านหลังคอ) ทำได้แย่กว่า: การศึกษาระดับปริญญาเอกพบว่ารูปทรง ไม่ใช่ปริมาตรรวม ที่สัมพันธ์กับสีสันเสียง (Frost, University of Washington 2014)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ยอดความดันที่เมาท์พีซจากการจำลอง: ทรัมเป็ต คอร์เน็ต ฟลูเกลฮอร์น | ราว 790 Hz, 660 Hz และ 1150 Hz | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| ฮาร์มอนิกที่สองของฟลูเกลฮอร์นในการจำลอง เมาท์พีซของตัวเองเทียบกับเมาท์พีซทรัมเป็ต (สัดส่วนของยอดหลัก) | ราว 20% เทียบกับ 75% | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| เส้นผ่านศูนย์กลางลำท่อที่วัดได้: ทรัมเป็ต คอร์เน็ต ฟลูเกลฮอร์น | 11.66 mm, 11.68 mm และ 10.50 mm | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| จำนวนเมาท์พีซที่นักเล่นเครื่องทองเหลืองมืออาชีพมี | 3 ถึง 10 | Moore, Acoustics Today 2016 |
| แบ็กบอร์ที่คัดลอกและทดสอบ ผู้เล่น ระดับเสียงที่ทดสอบ | แบ็กบอร์ 12 ชิ้น นักทรัมเป็ต 5 คน 233 Hz, 466 Hz และ 932 Hz | Frost, วิทยานิพนธ์ DMA University of Washington 2014 |
| ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรรวมของแบ็กบอร์ และสีสันเสียง เทียบกับรูปทรงแบ็กบอร์ และสีสันเสียง | ระดับปานกลางเท่านั้นที่บางระดับเสียง เทียบกับระดับสูง | Frost, วิทยานิพนธ์ DMA University of Washington 2014 |
หมายเหตุด้านบริบท: ในการบันทึกเสียงในสตูดิโอของเครื่องดนตรีทั้งสามชนิดเดียวกัน ฮาร์มอนิกเด่นของโน้ต F4 ที่ลากยาว (349 Hz) คือฮาร์มอนิกที่สามสำหรับทั้งทรัมเป็ตและคอร์เน็ต และฮาร์มอนิกที่หนึ่งสำหรับฟลูเกลฮอร์น (Rose และ Holloway, Acoustics 2012) ข้อมูลล่าสุดที่มี: ปี 2012 ถึง 2014 เราไม่พบการศึกษาเมาท์พีซแบบควบคุมที่ใหม่กว่านี้พร้อมตัวเลขที่เผยแพร่ในการค้นหาของเรา
4. การสั่นของริมฝีปากและความดันในช่องปาก
ริมฝีปากคือวาล์วที่คอลัมน์อากาศควบคุมอยู่บางส่วน ผู้เล่นกำหนดความดันและท่าริมฝีปาก แต่ยอดอิมพีแดนซ์เป็นตัวตัดสินว่าเสียงสั่นจะไปตั้งอยู่ตรงไหน และผู้เล่นที่ชำนาญสามารถโน้มโน้ตไปทางใดทางหนึ่งของยอดนั้นได้ นักทรอมโบนสิบคนโดยปกติเล่นสูงกว่าความถี่ของยอดอิมพีแดนซ์ของลำท่อประมาณ 1.1% และสามารถโน้มเสียงให้ต่ำลงและสูงขึ้นจากยอดนั้นได้โดยไม่มีรอยขาดตอน (Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, JASA 2015) ช่องเสียงของผู้เล่นเองส่วนใหญ่ไม่เข้ามายุ่ง: ยอดอิมพีแดนซ์ของช่องเสียงมักเล็กกว่าของลำท่อมาก และเริ่มเทียบเคียงกันได้เฉพาะเหนือราว 1 kHz ในการศึกษากับนักทรัมเป็ตเจ็ดคน (Chen, Smith และ Wolfe, JASA 2012)
ความดันที่เกี่ยวข้องนั้นมากสำหรับร่างกายที่จะสร้างขึ้นโดยเจตนา การศึกษาทรัมเป็ตกับนักดนตรีสามคนพบความดันสูงสุดระหว่างราว 7 kPa ถึง 15 kPa และราว 25 kPa กับโน้ตสูงสุด (Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999) แรงที่ขอบก็เพิ่มขึ้นด้วย: ข้อมูลใหม่ล่าสุดที่เก็บกับฮอร์นแสดงว่าแรงกดเฉลี่ยเพิ่มขึ้นแปดเท่าจาก F2 ต่ำไปยัง F5 สูง (Hirano และ Kinoshita, JASA 2026)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ความดันลมเป่ากับโน้ตทรัมเป็ตสูงสุด (หนึ่งในสามคน) | ราว 25 kPa | Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999 |
| ความดันลมเป่าสูงสุดของนักทรัมเป็ตอีกสองคน | ราว 7 kPa และราว 15 kPa | Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999 |
| ความดันลมเป่าขั้นต่ำ (เกณฑ์) ที่เพิ่มขึ้นต่อเฮิรตซ์ของความถี่โน้ต แยกตามผู้เล่น | ราว 4 ถึง 8 Pa ต่อ Hz | Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999 |
| ความดันในช่องปากที่กระโดดขึ้นเมื่อเริ่มโน้ต F4 ระดับเมซโซฟอร์เตแบบคม เทียบกับเมื่อเริ่มแบบนุ่มระดับเบา | เกือบ 2 kPa เทียบกับน้อยกว่า 1 kPa | Hruska, Svejda และ Gustar, Vienna Talk 2015 |
| ความดันเริ่มต้นที่ทำให้ริมฝีปากเปิดก่อนโน้ตทรัมเป็ตแบบนุ่มจะเริ่ม | ราว 250 Pa | Hruska, Svejda และ Gustar, Vienna Talk 2015 |
| แรงกดเมาท์พีซลงบนริมฝีปากโดยเฉลี่ย นักเล่นฮอร์นมืออาชีพ 11 คน F2 เทียบกับ F5 ที่ระดับเมซโซฟอร์เต | 5 N เทียบกับ 40 N | Hirano และ Kinoshita, JASA 2026 |
| ช่วงของแรงกดริมฝีปากระหว่างผู้เล่นที่ F5 | 16 N ถึง 73 N | Hirano และ Kinoshita, JASA 2026 |
| แรงส่วนเผื่อ (การกดเกินกว่าขั้นต่ำที่จำเป็นในการเล่น) เป็นสัดส่วนของแรงรวม | 35% ถึง 57% | Hirano และ Kinoshita, JASA 2026 |
หมายเหตุด้านบริบท: ช่วงเริ่มต้นเสียงชั่วขณะมาจากผู้เล่นกึ่งมืออาชีพคนเดียวที่ถ่ายด้วยความเร็ว 12,000 เฟรมต่อวินาทีผ่านเมาท์พีซแก้ว จึงควรถือเป็นค่าเบื้องต้น (Hruska, Svejda และ Gustar, Vienna Talk 2015) ข้อมูลล่าสุดที่มีเรื่องความดันลมเป่าของทรัมเป็ต: JASA ปี 1999 การเปรียบเทียบระหว่างริมฝีปากที่สั่นกับสายเสียงที่สั่นกลายเป็นแนวทางวิจัยของตัวเองไปแล้ว และเป็นเนื้อหาประกอบที่มีประโยชน์กับสถิติความแม่นยำของระดับเสียงในการสังเคราะห์เสียงร้องของเรา
5. ระดับเสียง: จากปากแตรถึงหูของผู้เล่น
เครื่องทองเหลืองเปลี่ยนลมหายใจเป็นเสียงได้อย่างไม่มีประสิทธิภาพ แต่ก็อยู่ในกลุ่มเครื่องดนตรีอะคูสติกที่ดังที่สุดในวงออร์เคสตรา โน้ตสูงของทรัมเป็ตมีระดับเสียงถ่วงน้ำหนักแบบ A สูงสุดราว 110 dB ที่ระยะ 1 m และต่ำกว่าจุดอิ่มตัว ทุกครั้งที่ความดันลมเป่าเพิ่มเป็นสองเท่า ระดับเสียงเพิ่มราว 15 dB (Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999) เมื่อพ้นจุดอิ่มตัว การเพิ่มความดันเป็นสองเท่าได้เพียงราว 3 dB ซึ่งเป็นเหตุผลที่ขั้นสุดท้ายของฟอร์ติสซิโมต้องแลกกับแรงของผู้เล่นมากมายขนาดนั้น
คนที่ได้รับเสียงมากที่สุดคือตัวผู้เล่นเองและใครก็ตามที่นั่งอยู่หน้าปากแตร โดซิมิเตอร์ส่วนบุคคลที่ติดกับวงออร์เคสตราของนักศึกษาจัดให้นักทรัมเป็ตอยู่เหนือทุกคน (Backus, Clark และ Williamon, International Symposium on Performance Science 2007) สถิติการสูญเสียการได้ยินและการสัมผัสเสียงดังของนักดนตรีและสถิติแผ่นกั้นเสียงหลุมวงออร์เคสตราของเราอธิบายว่าสิ่งนั้นส่งผลต่อการได้ยินอย่างไร และหลุมวงพยายามควบคุมมันอย่างไร
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ระดับเสียงถ่วงน้ำหนักแบบ A สูงสุดของโน้ตทรัมเป็ตสูงที่ระยะ 1 m | ราว 110 dB | Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999 |
| ระดับเสียงที่เพิ่มต่อการเพิ่มความดันลมเป่าเป็นสองเท่า ในช่วงปกติเทียบกับที่จุดอิ่มตัว | ราว 15 dB เทียบกับราว 3 dB | Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999 |
| ปริมาณเสียงสะสมเฉลี่ยรายวันเทียบเท่า 8 ชั่วโมง (LEP,d) นักทรัมเป็ตนักศึกษาเทียบกับนักดับเบิลเบส | 88.4 dB(A) เทียบกับ 77.1 dB(A) | Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007 |
| วันที่ดังที่สุดของนักทรัมเป็ต เป็นค่าเทียบเท่า 8 ชั่วโมง | 90.2 dB(A) | Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007 |
| วันที่ดังที่สุดของนักทรอมโบน เป็นค่าเทียบเท่า 8 ชั่วโมง | 85.3 dB(A) | Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007 |
| นักดนตรีที่วันที่ดังที่สุดเกินระดับดำเนินการด้านบนของสหราชอาณาจักรที่ 85 dB(A) | 7 จาก 10 คน | Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007 |
| จำนวนเสียงกระชากที่เกิน 120 dB(C) ในหนึ่งสัปดาห์ นักทรัมเป็ตเทียบกับนักทิมปานี | 305 เทียบกับ 319 | Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007 |
หมายเหตุเกี่ยวกับค่าผิดปกติ: LEP,d คือปริมาณเสียงสะสมที่เฉลี่ยตลอดวันทำงาน 8 ชั่วโมง และตำแหน่งที่นั่งสำคัญพอ ๆ กับตัวเครื่องดนตรี นักเชลโลที่นั่งอยู่หน้ากลุ่มเครื่องทองเหลืองบันทึกได้ 87.9 dB(A) ในวันหนึ่ง สูงกว่านักทรอมโบนในการซ้อมครั้งเดียวกัน 2.6 dB ข้อมูลล่าสุดที่มีสำหรับการวัดปริมาณเสียงสะสมรายบุคคลนี้: ISPS ปี 2007
6. การแพร่กระจายแบบไม่เชิงเส้นและความสว่างจ้าแบบทองเหลือง
ความสว่างจ้าแบบทองเหลือง (brassiness) คือคมเสียงที่แข็งและสว่างซึ่งทรัมเป็ตหรือทรอมโบนได้มาเมื่อเล่นดัง และมันมาจากคอลัมน์อากาศ ไม่ใช่จากริมฝีปากที่เปลี่ยนเสียงสั่น ที่ความดันสูง ส่วนที่ดังกว่าของคลื่นเดินทางเร็วกว่าส่วนที่เบากว่าเล็กน้อย รูปคลื่นจึงชันขึ้นไปตามท่อยาวแคบจนกลายเป็นการกระโดดของความดันเกือบทันที คือคลื่นกระแทก ในทรอมโบนที่เล่นระดับฟอร์ติสซิโม สิ่งนี้สร้างฮาร์มอนิกสูงที่มีนัยสำคัญที่ความถี่ซึ่งอาจแผ่ไปไกลเกิน 40 kHz (Campbell และ Myers, Forum Acusticum 2023)
ลำท่อหนึ่ง ๆ ผลักปรากฏการณ์นี้ไปได้ไกลแค่ไหนถูกจับด้วยศักยภาพความสว่างจ้า B ซึ่งคำนวณจากเส้นผ่านศูนย์กลางของลำท่อตลอดความยาวท่อเทียบกับจุดที่แคบที่สุดของมัน ค่าสูงหมายถึงช่วงแคบยาวและเสียงฟอร์ติสซิโมที่สว่างจ้า ส่วนลำท่อทรงกรวยที่ขยายออกอย่างค่อยเป็นค่อยไปได้คะแนนต่ำและคงความนุ่มนวล (Myers, Pyle, Gilbert และ Campbell, Vienna Talk 2010)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ระหว่างการไล่ระดับเสียงดังขึ้น (ครีเชนโด): ความถี่มูลฐานที่เพิ่มขึ้นเทียบกับฮาร์มอนิกที่เก้าและสูงกว่าที่เพิ่มขึ้น | 8 dB เทียบกับมากกว่า 45 dB | UNSW Music Acoustics, Brass acoustics introduction |
| ศักยภาพความสว่างจ้า B: แซ็กบัตเทเนอร์ ทรอมโบนเทเนอร์ ทรอมโบนเบส | 0.76, 0.70 และ 0.70 | Myers, Pyle, Gilbert และ Campbell, Vienna Talk 2010 |
| ศักยภาพความสว่างจ้า B: แซกฮอร์นเบส (saxhorn basse) ทูบา โอฟิคลีด | 0.48, 0.39 และ 0.30 | Myers, Pyle, Gilbert และ Campbell, Vienna Talk 2010 |
| ผลของการทำให้ลำท่อทั้งหมดแคบลง 25% | เทียบเท่ากับการเพิ่ม B ขึ้น 10% | Myers, Pyle, Gilbert และ Campbell, Vienna Talk 2010 |
หมายเหตุด้านบริบท: นักดนตรีเรียกเครื่องดนตรีลำท่อแคบว่าสว่างกว่าแม้ที่ค่า B เท่ากัน และการจำลองบอกเป็นนัยถึงเหตุผล: ลำท่อแคบต้องการความดันที่เมาท์พีซมากกว่าเพื่อให้ได้ความดังเท่ากัน จึงบิดเบือนเร็วกว่า ผู้เขียนอธิบายความเทียบเท่า 25% ต่อ 10% ว่าเป็นตัวเลขคร่าว ๆ เบื้องต้นที่ต้องทดสอบเพิ่มเติม ค่า B ล่าสุดที่มี: Vienna Talk ปี 2010
7. การสั่นของผนังท่อ แลกเกอร์ และการเคลือบผิว
ผู้เล่นยืนยันมานานว่าตัวโลหะเองก็มีผล ส่วนนักฟิสิกส์สงสัยมานาน หลักฐานตอนนี้อยู่กึ่งกลางระหว่างสองฝ่าย การหน่วงปากแตรของทรัมเป็ตสมัยใหม่ทำให้กำลังสัมพัทธ์ของความถี่มูลฐานเปลี่ยนไปมากกว่า 3 dB (Moore, Shirley, Codrey และ Daniels, Acta Acustica 2005) และงานต่อมาสืบผลส่วนใหญ่ไปถึงผนังปากแตรที่ยืดหยุ่นตามความดันอากาศภายใน ผลที่แรงที่สุดตรงที่ผนังบานออก (Kausel, Zietlow และ Moore, JASA 2010)
การเคลือบผิวเป็นคันโยกที่เล็กกว่าที่ตำนานบอกเป็นนัย การทดลองเรื่องการบานของปากแตรในปี 1997 พบว่าแลกเกอร์ไม่ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับการเล่นเบา และต่างเฉพาะที่ระดับดัง (Pyle, Acoustical Society of America การประชุมครั้งที่ 133 ปี 1997) การทดลองนำร่องปี 2026 กับทรัมเป็ตรุ่นเดียวกันสามตัวไปไกลกว่านั้น: ผู้เล่นรับรู้ความแตกต่างมากขึ้นเมื่อมองเห็นการเคลือบผิว ขณะที่เสียงที่บันทึกแทบไม่เปลี่ยน (Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| การเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์ขาเข้าจากการหน่วงการสั่นของปากแตร | สูงสุด 5% | Moore, Gorman, Rokni, Kausel และ Chatziioannou, JASA 2015 |
| การเปลี่ยนแปลงของฟังก์ชันถ่ายโอนทางเสียงจากการสั่นตามแนวแกนของปากแตร | ราว 1 dB | Moore, Gorman, Rokni, Kausel และ Chatziioannou, JASA 2015 |
| มอดุลัสของยัง (ความแข็ง) ของทองเหลืองที่ใช้ในแบบจำลองการสั่นของผนังท่อ | ราว 100-125 GPa | Kausel, Zietlow และ Moore, Vienna Talk 2010 |
| มิติการประเมินที่ทรัมเป็ตต่างกันมากขึ้นเมื่อมองเห็นการเคลือบผิว | 11 จาก 13 | Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026 |
| สัดส่วนความแปรปรวนของลักษณะเฉพาะทางเสียงที่เกี่ยวกับการเคลือบผิว เทียบกับตัวผู้เล่น และส่วนที่อธิบายไม่ได้ (ส่วนที่เหลือ) | 0.43%, 5.22% และ 94.35% | Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026 |
| คู่เปรียบเทียบทรัมเป็ตที่มีขนาดผลสูง (ค่า d ตั้งแต่ 0.8 ขึ้นไป) เมื่อมองเห็นเทียบกับเมื่อปิดตา | 12 เทียบกับ 5 | Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026 |
| การบันทึกระดับโน้ตและลักษณะเฉพาะทางเสียงที่วิเคราะห์ | 1033 โน้ต 133 ลักษณะเฉพาะ | Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026 |
หมายเหตุด้านบริบท: การศึกษาปี 2026 ใช้เครื่องดนตรีหนึ่งตัวต่อหนึ่งแบบการเคลือบผิวและผู้เล่นสิบคน จึงแยกการเคลือบผิวออกจากตัวเครื่องดนตรีแต่ละตัวไม่ได้ และผู้เขียนเรียกว่าเป็นการสำรวจเบื้องต้น การวัดการสั่นของปากแตรล่าสุดที่มี: ปี 2005 และ 2015
สรุป: อิมพีแดนซ์ของเมาท์พีซและลำท่อเครื่องทองเหลืองในรูปแบบตัวเลข
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ความดันลมเป่ากับโน้ตทรัมเป็ตสูงสุด | ราว 25 kPa | Fletcher และ Tarnopolsky, JASA 1999 |
| ความถี่ที่นักทรอมโบนเล่นเทียบกับยอดอิมพีแดนซ์ของลำท่อ | สูงกว่าราว 1.1% | Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, JASA 2015 |
| ยอดอิมพีแดนซ์ของฮอร์นเมื่อไม่มีมือในปากแตร | ลดลงอย่างมากเหนือ 450 Hz และไม่มีเหนือ 750 Hz | Dell, James, Davidson และ Wolfe, ISMA 2010 |
| ความถี่คัตออฟของปากแตรฮอร์น | ราว 500 Hz | Dell, James, Davidson และ Wolfe, ISMA 2010 |
| ยอดความดันที่เมาท์พีซจากการจำลอง: ทรัมเป็ต คอร์เน็ต ฟลูเกลฮอร์น | ราว 790 Hz, 660 Hz และ 1150 Hz | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| ฮาร์มอนิกที่สองของฟลูเกลฮอร์น เมาท์พีซของตัวเองเทียบกับเมาท์พีซทรัมเป็ต (การจำลอง) | ราว 20% เทียบกับ 75% | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| ฮาร์มอนิกเด่นของโน้ต F4 ที่ลากยาว: ทรัมเป็ตและคอร์เน็ตเทียบกับฟลูเกลฮอร์น | ที่สามเทียบกับที่หนึ่ง | Rose และ Holloway, Acoustics 2012 |
| ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรรวมของแบ็กบอร์ และสีสันเสียง เทียบกับรูปทรงแบ็กบอร์ และสีสันเสียง | ระดับปานกลางเท่านั้นที่บางระดับเสียง เทียบกับระดับสูง | Frost, วิทยานิพนธ์ DMA University of Washington 2014 |
| แรงกดริมฝีปากของฮอร์นโดยเฉลี่ย F2 เทียบกับ F5 ที่ระดับเมซโซฟอร์เต | 5 N เทียบกับ 40 N | Hirano และ Kinoshita, JASA 2026 |
| ช่วงของแรงกดริมฝีปากของฮอร์นระหว่างผู้เล่นที่ F5 | 16 N ถึง 73 N | Hirano และ Kinoshita, JASA 2026 |
| แรงส่วนเผื่อเป็นสัดส่วนของแรงกดริมฝีปากรวม | 35% ถึง 57% | Hirano และ Kinoshita, JASA 2026 |
| ความดันในช่องปากที่กระโดดขึ้นเมื่อเริ่มโน้ตทรัมเป็ตแบบคมเทียบกับแบบนุ่ม | เกือบ 2 kPa เทียบกับน้อยกว่า 1 kPa | Hruska, Svejda และ Gustar, Vienna Talk 2015 |
| ปริมาณเสียงสะสมเฉลี่ยรายวันเทียบเท่า 8 ชั่วโมง นักทรัมเป็ตนักศึกษาเทียบกับนักดับเบิลเบส | 88.4 dB(A) เทียบกับ 77.1 dB(A) | Backus, Clark และ Williamon, ISPS 2007 |
| ศักยภาพความสว่างจ้า B แซ็กบัตเทเนอร์เทียบกับโอฟิคลีด | 0.76 เทียบกับ 0.30 | Myers, Pyle, Gilbert และ Campbell, Vienna Talk 2010 |
| การเปลี่ยนของกำลังสัมพัทธ์ความถี่มูลฐานเมื่อปากแตรทรัมเป็ตถูกหน่วง | มากกว่า 3 dB | Moore, Shirley, Codrey และ Daniels, Acta Acustica 2005 |
| มอดุลัสของยังของทองเหลืองที่ใช้ในแบบจำลองการสั่นของผนังท่อ | ราว 100-125 GPa | Kausel, Zietlow และ Moore, Vienna Talk 2010 |
| สัดส่วนความแปรปรวนของลักษณะเฉพาะทางเสียงที่เกี่ยวกับการเคลือบผิวเทียบกับตัวผู้เล่น | 0.43% เทียบกับ 5.22% | Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026 |
| มิติการประเมินที่ทรัมเป็ตต่างกันมากขึ้นเมื่อมองเห็นการเคลือบผิว | 11 จาก 13 | Oehler, Brandt และ Reuter, Forum Acusticum 2026 |
ระเบียบวิธีและแหล่งที่มา
เราค้นหาแบบเจาะจงในหัวข้ออิมพีแดนซ์ เมาท์พีซ ริมฝีปาก ระดับเสียง ความสว่างจ้าแบบทองเหลือง และการสั่นของผนังท่อ จากนั้นอ่านบทความวิจัย รายการวิทยานิพนธ์ หรือไฟล์ PDF ของรายงานการประชุมแต่ละชิ้นโดยตรง ตัวเลขทุกตัวข้างต้นนำมาจากตัวเอกสารเอง ตัวเลขที่เห็นเฉพาะในสรุปผลการค้นหาถูกตัดออก ศาสตร์ด้านเสียงของเครื่องทองเหลืองเคลื่อนไหวช้า จึงมีการวัดหลักหลายรายการที่เก่ากว่าสามปีและมีการระบุไว้ในหัวข้อของแต่ละรายการ
- Fletcher และ Tarnopolsky, Blowing pressure, power, and spectrum in trumpet playing, JASA 1999
- Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, Relationships between pressure, flow, lip motion, and upstream and downstream impedances for the trombone, JASA 2015
- Boutin, Fletcher, Smith และ Wolfe, Lip motion, the playing frequency of the trombone and the upstream and downstream impedances, SMAC 2013
- Chen, Smith และ Wolfe, Do trumpet players tune resonances of the vocal tract?, JASA 2012
- Dell, James, Davidson และ Wolfe, The effect of hand and mute on the impedance spectra of the horn, ISMA 2010
- UNSW Music Acoustics (Wolfe), Brass instrument (lip reed) acoustics: an introduction
- Moore, The Acoustics of Brass Musical Instruments, Acoustics Today 2016
- Moore, Shirley, Codrey และ Daniels, The effects of bell vibrations on the sound of the modern trumpet, Acta Acustica united with Acustica 2005
- Moore, Gorman, Rokni, Kausel และ Chatziioannou, Axial vibrations of brass wind instrument bells and their acoustical influence: Experiments, JASA 2015
- Kausel, Zietlow และ Moore, Influence of wall vibrations on the sound of brass wind instruments, JASA 2010
- Kausel, Zietlow และ Moore, Transmission line modeling of acoustical systems with vibrating walls, Vienna Talk 2010
- Myers, Pyle, Gilbert และ Campbell, The influence of bore size on brassiness potential, Vienna Talk 2010
- Campbell และ Myers, The contributions of Joel Gilbert to the understanding of brassiness, Forum Acusticum 2023
- Arago Bishop, Myers และ Campbell, Acoustical behaviour of vent holes on brasswind instruments, Forum Acusticum 2025
- Oehler, Brandt และ Reuter, Does the finish matter if no one is looking? Visual bias in trumpet testing, Forum Acusticum 2026
- Hirano และ Kinoshita, Mouthpiece lip-pressing force and its component minimum and margin forces during French horn playing, JASA 2026
- Hruska, Svejda และ Gustar, Transients of trumpet tone, Vienna Talk 2015
- Rose และ Holloway, Finite element modeling of brass musical instruments, Acoustics 2012 (Australian Acoustical Society)
- Frost, Trumpet Mouthpiece Backbores: An Investigation of Interior Volume and Timbre, วิทยานิพนธ์ DMA University of Washington 2014
- Pyle, How brass instruments are built: art, craft, perhaps even science, Acoustical Society of America การประชุมครั้งที่ 133 ปี 1997
- Backus, Clark และ Williamon, Noise exposure and hearing thresholds among orchestral musicians, International Symposium on Performance Science 2007
- ข้อสังเกตเกี่ยวกับข้อมูล: การวัดส่วนใหญ่ในที่นี้มาจากตัวอย่างขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ (นักทรัมเป็ตสามคนสำหรับความดันลมเป่า ผู้เล่นหนึ่งคนสำหรับช่วงเริ่มต้นเสียงชั่วขณะ และผู้เล่นสิบคนในการทดสอบการเคลือบผิวปี 2026) จึงควรถือเป็นตัวอย่างที่มีการบันทึกไว้อย่างดี ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยของประชากร บทความเรื่องฮอร์นปี 2010 รายงานความต่าง rms สูงสุดระหว่างมือจำลองเป็น 0.8 dB และ 0.6 Hz ในบทคัดย่อ แต่เป็น 0.6 dB และ 1.3 Hz ในส่วนผลลัพธ์ เราจึงไม่อ้างตัวเลขใดเป็นตัวเลขนำ ผลของเมาท์พีซในหัวข้อ 3 มาจากการจำลองเชิงเส้นที่ไม่มีแบบจำลองริมฝีปาก และการศึกษาการเคลือบผิวปี 2026 เป็นต้นฉบับเบื้องต้นสำหรับการประชุมที่ยังไม่ผ่านการทบทวนโดยผู้เชี่ยวชาญ ฉบับเต็มในวารสารของงานด้านความสว่างจ้าแบบทองเหลือง (JASA 2012) และบทความคลื่นกระแทกต้นฉบับปี 1996 ไม่สามารถอ่านได้แบบเปิด จึงไม่ได้ใช้ตัวเลขของทั้งสองในที่นี้ ข้อมูลถัดไปที่รอคือรายงานการประชุม Forum Acusticum 2026 ฉบับที่ผ่านการทบทวนแล้ว และบทความใหม่ด้านอะคูสติกดนตรีใน JASA
อัปเดตล่าสุด: 7 พฤศจิกายน 2026 เราอัปเดตสรุปนี้ทุกไตรมาส และคาดว่าการรีเฟรชครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นเมื่อรายงานการประชุม Forum Acusticum 2026 ฉบับสุดท้ายและบทความด้านอะคูสติกดนตรีชิ้นต่อไปของ Journal of the Acoustical Society of America ได้รับการเผยแพร่