私はギターの演奏に関連する物理学を研究しています。ギターの弦の基本周波数とその倍音の関係を理解する必要があります。
たとえば、一番上の弦の基本周波数（E2〜82.4hz）があります。一番上の弦を弾くと、出力は基本周波数とその倍音の混合になります。基本周波数の振幅（この場合は82.4 Hz）と高調波の振幅（164.8 Hz、247.2 Hz、329.6 Hzなど）の関係を理解する必要があります。
インターネット（このフォーラムを含む）で多くのことを読んでいて、ほとんどの人は、基本周波数が最大の振幅を持つべきであり、振幅は高調波の増加とともに減少し続けるべきであると示唆しています。
しかし、私の実験では、これは真実ではない可能性があることが示唆されています。たとえば、一番下の弦（E2〜82.4 Hz）を演奏すると、出力の最大振幅（大胆さによる）は約247.2 Hz（3次高調波！）です。これは可能ですか、それとも私のギター楽器に問題がありますか？
EDIT4：ご回答ありがとうございます。ギター、録音機器、さらには録音室に問題がある可能性があることを理解しています。ただし、重要な質問は次のとおりです。ギターの場合、基本波とその倍音の間の現実的な（または最も可能性の高い）関係は何ですか？ （誰かが演奏するのを聞くときと同様の通常のシナリオを想定）私は最も可能性の高い数学的関係を考え出す必要があります。
E2弦を弾くための出力度数分布は次のとおりです。
編集：E2弦を弾くための別のサンプル（チューニングを適切にチェックし、他の弦が振動しないことを確認した後）：
EDIT2：弦が近くで弾かれたときのE2のサンプル橋の近くではなく中央：
編集3：E4のサンプル（330 Hz-最上部の弦）の2次および3次高調波の高値。 
Bオープンストリング（250 Hz）のサンプル：
回答
ギターの弦を弾くと、常にすべての倍音がさまざまな程度で生成されます。 E2の場合
N: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Note: E2 E3 B3 E4 G#4 B4 (D4) E5 D5 G#5 (n/a) B5 ... N; ratio of harmonic"s frequency to the fundamental frequency 7th harmonic is pretty badly tuned in equal temperament, 11th is very badly so.
ファンダメンタルのみを生成するには、非常に特別な機械セットが必要になります。ただし、（a）可聴範囲内にあり、（b）音符の攻撃のトーン以外に影響を与えるのに十分な長さであるため、作業を検討する必要があります。問題はそれほど多くありません。どの倍音が生成されるか（それらはすべて）、それは「それらの相対的な振幅が何であるかという問題です。
理論的には、振動する弦から測定される正確なスペクトルは、弦がどのように引き抜かれたのかという複雑な関数です。サウンドサンプルが取得されたとき。さらに、複雑な木製の物体から複雑な測定装置を介して測定を行っています。これは、それ自体が発せられる音のスペクトルに影響を与えます。
弦がどのように引き抜かれたかは、さまざまな倍音が最初に励起される程度に影響します。攻撃（数学的に：問題の初期条件）。基本音を出すには、12フレット（弦の中点）付近を弾くのが最も効果的です。ピックではなく指を使用すると、さらに効果があります（力はより広い領域に広がります。これにより、高調波の発生も減少します）。逆に、橋（またはナット！）の近くでピックを使って弾くと、音色が異なります。これは、異なる倍音が異なる摘み位置/方法によって励起されるという事実の観点から説明できます（おそらく完全ではありません）。
もう1つの特徴は、一般に、低次の高調波は高次の高調波よりも長く持続する必要があることです（高次の高調波の時間減衰定数は短くなります）。少なくとも部分的には、これが、高い自然の倍音（たとえば、約4フレットと5フレットの自然な倍音）が低いもの（たとえば、7番目と12番目のフレットの自然な倍音）よりも弱く、長持ちしない理由です。
これらの考慮事項は、主に、単独で振動する理想的な弦の考慮事項に基づいています。あなたのデータでは、ギターのボディへの結合（それ自体が弱い共振を持っています）が、いくつかの低次高調波に比べて基本波を抑制する方法で測定信号に影響を与えている可能性があります（ニューサウスウェールズ大学でのギターボディの音響に関する研究）。さらに、観測されたスペクトルは、収集が行われた部屋の音響特性、およびマイク（および場合によっては他のコンポーネント）の応答特性によってさらに変更される可能性があります。
最終的に注：少なくとも従来のギターの最低音については、従来の知識が正しくないことに気付いた可能性は十分にあると思います（この機能が高音に存在するかどうかを確認する価値があるかもしれません）。リスナーの耳は、ファンダメンタルが欠落している場合でも、「ミッシングファンダメンタル現象」を「埋める」でしょう。正しく思い出せば、 Music、Physics and Engineering （H。Olson）のさまざまな楽器のスペクトル例のいくつかには、低次高調波が基本波よりもわずかに高いという特徴があります。したがって、基本波の振幅が小さいことは、音の知覚されるピッチに影響を与えません。
コメント
- 基本周波数間の関係に関する研究はありますかおよび高調波：たとえば、低周波数では、周波数が小さいほど基本波よりも高くなる可能性があります（機器の固有の品質のため）。ただし、周波数が高くなると、高調波の振幅はxx分の1に減少します。
回答
共振周波数
優れたギターは、ギターの木製のトップとボディが特定の単一周波数で共振するように注意深く彫られています。
ルティエがギターのトップを彫り、支えている間、ギターが組み立てて弦を張ると、まるでドラムのようにナックルでトップを繰り返したたき、基本的なピッチを聞きます。彼は、トップが特定の特定の周波数で共振するまで彫刻を続けます。
トップが特別に調整されていない場合、ギターはその構造のランダムなアーティファクトである特定の共振周波数を持つことになります。このようなギターに出くわしたことがあります。
アコースティックギターのボディの共鳴周波数はBが強い可能性があります。弦を弾いて、Bが入っている音を弾くとその倍音列では、その周波数の振幅が誇張されています。
詳細については、「トップのチューニング」、「トップのタップチューニング」、「ヘルムホルツの共鳴」という用語をGoogleで確認してください。
回答
分析した波のサンプルを提供していただけますか？
また、分析していただけますか？
スペクトルウィンドウを150Hzから330Hzにズームします…このズームレベルでは、曲線が明らかにまったく正確ではないため、このレベル（E3からE4）の画像を提供します。
多分5番目に強いBが含まれているEMまたはEmコードを演奏しただけです;-）（冗談を言っているだけです。波のサンプルがあればもっと良いはずです）
何を試すこともできますか？ 247Hzゾーンのみをカットオフするように、大きな共振を持つ薄いパラメトリックeqを配置し、hea rそれが聞こえるピッチ/音を変える場合。
理論については、物理学の弦のモデルを見る必要があります。聞こえるのは弦が振動した結果だけだからです。そして、結果として生じるすべての振動モード（倍音）は弦の長さに関連しており、基本的なモード1は、（私が覚えている限り）最大のエネルギーと最大の振幅を持っています。次に、モード2、3、4などがあります。これらは長さ/ 2、長さ/ 3、長さ/ 4などに関連する波です…（演奏された弦の長さ）。
コメント
- @ Paulski73：非常に有効なポイントです。これが、ギターの音楽の背後にある物理学を理解する方法です。ただし、観察結果はこの理論を裏付けるものではありません。ここに音楽ファイルを配置するにはどうすればよいですか？画像ファイルのみを配置できますか？
- ここに'オーディオファイルへのリンクがあります： docs.google.com/open?id=0B34A0q7mbCBpRmRPYm5hcmI1ZDQ
- まあ、音は純粋ではありません:-)最初にあります演奏時に弦がブーンという音を立てているかのような異質な振動：低すぎる可能性のある弦の動作を確認しますか…ギターのネックの角度によってもそのようなブーンという音が発生する場合があります。それから音についてはびっくりしました。共鳴現象があるのかもしれませんが…でもB倍音は明らかに巨大でよく聞こえます。音の後半でのみスペクトル分析を行うようにしてください。ここでは、バズがなくなり、B倍音がほとんど消えています（おそらく最初が2番目の原因でした）
- 実際にできますBを聞いて、すごい！この別のサンプルを確認できますか： docs.google.com/open?id=0B34A0q7mbCBpMG5oRXExYkpQWFk -文字列は中央で撥弦楽器です。ただし、それでも約250Hzで最大の振幅が得られます。それまでの間、サウンドの後半の分析を行います。
- ええと…ギターに何をしましたか？今回はほぼシタールの音で、1本の共鳴弦がBを弾いています。ドブロのリゾネーターやバンジョーを弾くかもしれません;-)でも、Bには間違いなく共鳴があります。それは巨大です。物理的な原因があるはずです。
回答
全体として、さまざまな入力や実験による理解は音楽に基づいています。 （自己生成され、インターネットで入手可能）は次のとおりです。
- 基本周波数は最大振幅である必要はありません（人間の脳は高調波に基づいて基本周波数を満たす能力があります）
- 2次および3次高調波（低次高調波）は、特に低周波数で高くなる傾向があります
- 高調波の増加に伴って振幅は減少します（3次高調波の後に顕著で、5次後に急激に減少します）が、明確な数学的関係はありません。これは、すべての実験に当てはまることが判明しました。
回答
近くにあるもの250 Hzは、基本波の3倍として期待するものです。弦の端に動きのない正弦波の絵を描くと、3次高調波は、基本波と同じ場所の中央にピークがあり、約1にピーク（反対方向）があるものです。弦の長さの6分の1で、箱の穴から遠くなく、弦が通常引き抜かれる場所からも遠くありません。