Министерство образования Российской Федерации

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 55»

Учебно-исследовательская работа

по физике

Тема: Использование физических законов в музыкальном мире

Выполнил:

Соловьёв Алексей,

Ученик 9 Б класса

МОУ СОШ № 55

Руководитель:

Учитель физики

Заика Любовь Петровна

Новоуральский городской округ

2010

Содержание

Введение

Глава I. История создания музыкальных инструментов и приборов Львом Терменом

I.1 Биографические данные Льва Термена

I.2. Изобретения Л. Термена

Глава II. Терменвокс. Виды терменвокса

II.1. Описание терменвокса

II.2. Виды терменвокса

II.2.1. Классический терменвокс

II.2.2. Терменвокс Etherwave и Classic

II.3.Принцип действия терменвокса

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Двадцать первый век является веком достижений в науке.

В исследовательской работе я решил рассмотреть тему: «Использование физических законов в музыкальном мире». Физика и музыка – это два главных увлечения в моей жизни, но я выбрал эту тему, потому, что я сам сочиняю музыку и в будущем хочу связать свою жизнь с музыкой. История создания музыкальных инструментов уходит корнями в историю человечества. Ещё первобытные люди стали прислушиваться к окружающим их звукам и пытаться их повторить сначала на слух, а затем на приборах, которые сами стали создавать. Люди стали изобретать и конструировать различные приборы, которые повторяли звуки, возникающие в окружающем их мире. Музыкальные инструменты с каждым годом совершенствовались, видоизменялись по форме и по звучанию. В наше время музыка – это искусство, которое совершенствуется с развитием законов физики. С помощью науки были изготовлены электрические инструменты: электрогитары, синтезаторы, пианино, барабанные установки и многие другие.

В своей исследовательской работе я поставил цель: изучить один из видов музыкальных инструментов, который был создан в прошлом веке с точки зрения физики.

Для достижения этой цели мне необходимо решить следующие задачи:

- изучить литературу о конструкторе Льве Сергеевиче Термене;

- рассмотреть музыкальные инструменты и приборы, созданные им;

- рассмотреть значение этих инструментов и приборов в жизни человека.

Чтобы раскрыть данную тему, я коснусь немного теории звуков. При распространении звука необходима упругая среда. Распространяющиеся возмущения упругой среды называют упругими волнами. Волны бывают продольные и поперечные. Продольные волны могут распространяться во всех средах, а поперечные – только в твёрдых. Упругие волны с частотой от 16 Гц до 20кГц способны вызывать у человека слуховые ощущения и потому называются звуковыми. Волны с частотой меньше 16 Гц называются инфразвуком, а волны с частотой больше 20 кГц – ультразвуком. Изучению звука посвящена специальная область физики – акустика. В музыкальной акустике изучаются закономерности музыки в связи с её восприятием и исполнением; исследуются музыкальные инструменты, музыкальный слух и певческие голоса; разрабатываются вопросы акустики радиостудий, студий звукозаписи, стереофонической записи и воспроизведения звука.

Распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля, называют электромагнитными волнами. Электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами. При этом скорость движения таких зарядов меняется со временем, они движутся с ускорением. Наличие ускорения – главное условие излучения электромагнитных волн. Электромагнитная волна является поперечной. Электромагнитные волны могут распространяться не только в различных средах, но и в вакууме; преломляться, отражаться или поглощаться веществом.

Это связано с созданием механических и электронных музыкальных инструментов и приборов, которые человек применяет в своей жизнедеятельности.

Глава I. История создания музыкальных инструментов и приборов Львом Терменом.

I.1. Биографические данные Льва Термена.

Лев Термен родился в 1896 году в дворянской православной семье с немецкими и французскими корнями (по-французски родовая фамилия писалась как Theremin). С юных лет он поражал окружающих своими талантами: увлекался математикой, физикой, в его комнате вечно что-то взрывалось. Мать — Евгения Антоновна и отец — известный юрист Сергей Эмильевич на образование Льва денег не жалели. В будущем это ему немало помогло. Первые самостоятельные опыты по электротехнике Лев Термен осуществил ещё в годы обучения в Петербургской первой мужской гимназии. До революции он успел окончить военно-инженерное училище и даже повоевать за царя в чине подпоручика радиотехнического батальона. Но большевики не расстреляли его, а, напротив, взяли на службу в электротехнический батальон. После Октябрьской революции 1917 года он был направлен для работы на Царскосельскую радиостанцию под Петроградом (тогда — самую мощную радиостанцию в России), позже — в военную радиолабораторию в городе Москве.

С 1919 года Термен стал заведующим лабораторией Физико-технического института в Петрограде, параллельно сотрудничая (с 1923 года) c Государственным институтом музыкальной науки в Москве.

В Физико-техническом институте Термен получает задание - заняться радиоизмерением диэлектрической постоянной газов при переменных температуре и давлении. При испытаниях оказалось, что прибор издавал звук, высота и сила которого зависела от положения руки между обкладками конденсатора. Быть может, просто физик и не придал бы этому значения, а физик - выпускник консерватории попытался сложить из этих звуков мелодию. И получилось! Так в 1919—1920 родился электромузыкальный инструмент «Терменвокс» - голос Термена, сделавший его впоследствии очень известным, и упрощенный вариант терменвокса - охранная сигнализация, - построенный по тому же принципу: едва злоумышленник оказывался в электрическом поле, раздавался звуковой сигнал. Кстати, в наше время в дорогих машинах до сих пор устанавливается сигнализация, в основе которой лежит изобретение Термена. А в жизни Льва Сергеевича оно стало первым шагом на пути к славе. В 1921 году он демонстрирует свое изобретение на VIII Всероссийском электротехническом съезде. Удивлению зрителей не было предела - никаких струн и клавиш, не похожий ни на что тембр. Газета "Правда" напечатала восторженный отзыв, на радио прошли концерты для широкой аудитории. К тому же во время съезда был принят план ГОЭЛРО, и Термен со своим уникальным электроинструментом мог стать прекрасным пропагандистом плана электрификации всей страны.

В литературе посвященной жизни и деятельности Владимира Ильича Ленина, описана его встреча с Терменом в Кремле в марте 1922 года. Во время встречи Лев Сергеевич, показывал свой инструмент, объяснял принцип его работы, а Ленин пытался исполнить на терменвоксе «Жаворонка» Михаила Ивановича Глинки.

Будучи весьма разносторонним человеком, Термен изобрёл множество различных автоматических систем (автоматические двери, автоматы освещения и т. д.), сигнализаций и охранных устройств.

Весной 1926 года инженер Лев Термен демонстрировал в Наркомате обороны первую в мире телевизионную установку - дальновидение. Он установил объектив камеры на улице, экран расположил в кабинете, и полководцы Орджоникидзе, Ворошилов, Буденный и Тухачевский дружно вскрикнули от восторга: на экране по двору шел Сталин! Всего лишь год понадобился Термену на решение этой фантастической задачи. Впрочем, для него, казалось, в жизни вообще не существовало трудностей.

В 1927 году, при содействии академика Абрам Фёдорович Иоффе, Термен получил приглашение на Международную конференцию по физике и электронике во Франкфурте-на-Майне. Доклад Термена и демонстрация его изобретений пользовались огромным успехом и принесли ему всемирную известность. С 1928 г. Термен, оставаясь советским гражданином, переехал в США.

Тем временем Иоффе, который в это время находился в США, получил заказы от нескольких фирм на изготовление 2000 терменвоксов с тем условием, что Термен приедет в Америку курировать работы. По приезде в США он запатентовал терменвокс и свою систему охранной сигнализации и продал лицензию на право производства этих устройств компании RCA (Radio Corporation of America). Но вместо одной командировки Лев Сергеевич получил две: от наркома просвещения Луначарского и от военного ведомства. И вот молодой красавец Лев Термен плывет на океанском лайнере "Мажестик" в Америку. Мировая знаменитость скрипач Йожеф Сигетти, плывший на том же теплоходе, обзавидовался гонорарам, которые предлагали Термену крупнейшие коммерсанты Америки за честь первыми услышать терменвокс. Но первый концерт изобретатель дал для прессы, ученых и известных музыкантов. «Небесная музыка», «голоса ангелов» - захлебывались газеты от восторга. Одно за другим последовали приглашения из Берлина, Лондона, Парижа. Самый феерический концерт Термена прошел в Париже: консервативный театр "Гранд - Опера" впервые в своей истории отдал зал на целый вечер какому-то неизвестному русскому. Такого наплыва зрителей (продавали даже стоячие билетов в ложи) и такого успеха в театре не видели 35 лет...

Успех был впечатляющий, и с разрешения советских властей Термен основал в Нью-Йорке фирму-студию Teletouch по производству терменвоксов. Дела пошли блестяще. Концерты Термена прошли в Чикаго, Детройте, Филадельфии, Кливленде, Бостоне. Тысячи американцев с энтузиазмом принялись учиться игре на терменвоксе! Грянувший на рубеже 30-х годов "великий кризис" разорил многих богатых людей. А вот Термена он не подкосил. Конечно, народу стало не до музыки, но у изобретательного русского был еще один козырь - охранная сигнализация. Teletouch Corporation быстренько переориентировалась на ее производство, и датчики объема Термена отрывали с руками, так что с бизнесом было все в порядке, а вот на музыкальном поприще наметился кризис. В восторженном хоре поклонников Термена стали раздаваться голоса недовольных: на концертах он безбожно фальшивит, ведь ему надо было полагаться исключительно на слух и мышечную память, поэтому исполнительского мастерства Термену явно не хватало.

С 1931 по 1938 годы Термен был директором «Teletouch Inc», и эти годы, если же говорить об изобретательской деятельности, пожалуй, можно назвать самым славным периодом его работы. Создаётся клавишный вариант терменвокса (кстати, почему-то он так и не получил особого признания, даром что играть на нём было не в пример легче), появляется электронная виолончель (!) (приложение 3), которую приобрёл сам Леопольд Стоковский. А Термен с головой погрузился в работу. Еще по приезде в Америку он снял в аренду на 99 лет шестиэтажный особняк на 54-й авеню. Помимо личных апартаментов в нем разместились мастерская и студия. Здесь частенько Лев Сергеевич музицировал с Альбертом Эйнштейном: физик - на скрипке, изобретатель - на терменвоксе. Эйнштейн был увлечен идеей соединить музыку и пространственные образы. А Термен придумал, как это сделать: изобрел светомузыкальный инструмент ритмикон. Завороженные посетители ахали от удивления! Слухи об этих экспериментах притягивали в студию многих известных людей. Среди гостей Термена были миллионеры Дюпон, Форд и Рокфеллер. Впрочем, и сам Термен к середине 30-х годов был включен в список двадцати пяти знаменитостей мира. И даже был членом клуба миллионеров. Кроме того, Термен был увлечен самой фантастической из своих идей – изобретением терпситона…

Но за этими светлыми годами последовала серия ударов судьбы, в которых Лев Сергеевич Термен был если и виноват сам, то лишь отчасти. Тогда же он разработал системы сигнализаций для тюрем Синг-Синг и Алькатрас. Вскоре Лев Термен стал очень популярным в Нью-Йорке человеком. С лучшими оркестрами Лев Термен давал многочисленные концерты по всей Америке и Европе. Заказы на терменвоксы поступали из разных стран. В первый раз Термен женился в 1921 году на прелестной Кате Константиновой, и до приезда в Америку их семейная жизнь была ровной и стабильной. Но в Нью-Йорке Катя смогла найти работу лишь в пригороде и приезжала домой раз в неделю. Через полгода такой "семейной" жизни к Термену пришел молодой человек и сообщил, что они с Катей любят друг друга. А тут еще стало известно, что визитер состоит в фашистской организации. И в советском посольстве потребовали, чтобы Термен со своей женой развелся, что он и сделал. Поэтому ко времени встречи с Лавинией Лев Сергеевич был открыт новой любви. Талантливая балерина и красивая негритянка Лавиния Вильямс (приложение 2), популярная в США, исполняла танцы перед аппаратом Термена. Она стала его второй женой. Какое дело ему было до предвзятости американской элиты к смешанным бракам? Однако перед ним немедленно закрылись многие двери, а потому стало меньше источников информации, что сильно не понравилось ОГПУ и НКВД. Кроме того, по некоторым сведениям, он посмел обратиться в немецкое представительство в Нью-Йорке за финансовой помощью, что чрезвычайно разозлило Москву.