Kemanın üst kapak kalınlığının köprü hareketliliği ve ses yayılımına olan etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of the violin top plate thickness on bridge mobility and sound radiation
Yazar: MERVE AYTAÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FİLİZ GÜRER YÜCEL
ANKARA MÜZİK VE GÜZEL SANATLAR ÜNİVERSİTESİ / Müzik ve Güzel Sanatlar Enstitüsü / Müzikoloji Ana Bilim Dalı / Müzikoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Güzel Sanatlar = Fine Arts ; Müzik = Music
Dizin: Analitik organoloji = Analytical organology ; Müzikoloji = Musicology ; Yaylı çalgılar = String instruments

Özet:
Çalgı yapımcılığı, matematik, geometri, kimya, fizik/akustik fizik vb. gibi farklı alanlarla girift bir ilişki içinde ilerleyen disiplinlerarası bir alandır. Çalgı yapımcılığında kullanılan malzemelerin ses ve tınıya nasıl etki edeceği, bu malzemelerin hangi yöntemler ile seçileceği ve işleneceği başlıca bir problem konusudur. Sabit bir özelliği olmayan ağaç gibi organik malzemelerin (özellikle akustik kapak gibi direkt etkisi olan bölümlerde) standartlaşmış, önceden belirlenen kalınlık ölçülerine göre yapılması, her zaman başarılı sonuçlar elde edilmesi için yeterli değildir. Bu ölçümlemelerin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesinde, istenilen ölçülerin tespit edilmesinde bazı bilimsel araştırma yöntem, formül ve analizlerin kullanılması gerekmektedir. Ancak deneyime dayalı gelenekselleşen bazı yöntemler de vardır. Örneğin; usta-çırak ilişkisiyle aktarılan, geçmişte teknolojik olanakların olmadığı dönemlerden kalma bir edimle birçok çalgı yapımcısı; ses tablasını el ile esneterek ve parmakları ile vurarak, çıkan sese göre akort yapmakta ya da antik keman kapaklarını örnek alarak, salt deneyime (deneme, yanılma yöntemlerine) dayalı bir ölçülendirme gerçekleştirmektedir. Ortalama düzeyde işe yarayabilen bu yöntemler, her zaman sonuç vermediği gibi daha üst nitelikteki sonuçların elde edilmesi için de yeterli olmamaktadır. Bu akort yöntemlerinin, bilimsel veriler olmaksızın öznel bir yöntem olduğu, veri/kaynak olarak arşivlenmesinin zor, hatta mümkün olmadığı, geçmişten günümüze kadar çalgı yapımcılar tarafından deneyimlenmiş ve literatürde bir eksiklik olarak kendini hissettirmiştir. Bu tez çalışmasında yapılan deneylerde; öznel yöntemlerden farklı olarak, öncelikle keman üst kapakları için kullanılacak ağaçların elastikiyet modülleri hesaplanmıştır. Elde edilen veriler yardımıyla öğrenci, orkestra ve solist kemanlarının kapakları belirlenmiştir. Serbest haldeki üst ve arka kapaklara Chladni analizi uygulanarak keman akustiğinde referans alınan mod şekilleri ve rezonans frekansları elde edilmeye çalışılmıştır. Daha sonra, üst kapaklar sırayla keman gövdesine takılmış ve tellenmiş kemanlar için Chladni analizi tekrarlanmıştır. Yapılan bu deneysel modal analiz çalışmalarının yanı sıra tüm kemanlara köprü hareketliliği (mobilitesi) ve ses yayılım analizleri de uygulanmıştır. Araştırmanın sonunda, tüm kemanların rezonans frekansları ve mod şekilleri elde edilmiştir. Sadece üst kapakları farklı olan kemanlardan yayılan seslerde, hangi frekansların ne düzeyde etkili olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Keman Akustiği, Çalgı Yapım, Chladni Analizi, Mobilite Analizi, Ses Yayılımı, Deneysel Modal Analiz, Mod Şekli, Mod Frekansı

Abstract:
Musical instrument making is an interdisciplinary field with an intricate relationship with mathematics, geometry, chemistry, physics/acoustic physics, etc. How the materials used in instrument making will affect the sound and timbre and the methods of selecting and processing these materials is a significant problem. Making organic materials such as wood, which has no stable properties (especially in parts with direct effects such as acoustic plates) according to standardized, predetermined thickness measurements, is sometimes sufficient to achieve successful results. To make these measurements healthy, some scientific research methods, formulas, and analyses should be used to determine the desired dimensions. However, there are also some traditional methods based on experience. For example, many instrument makers, with an act passed down through the master-apprentice relationship, dating back to the times when there were no technological possibilities in the past, perform a measurement based solely on experience (trial and error methods) by stretching the soundboard by hand and tapping it with their fingers, tuning according to the sound produced, or taking ancient violin plates as an example. These methods, which can work at an average level, only sometimes yield results and are only sufficient for obtaining higher quality results. The fact that these tuning methods are subjective methods without scientific data and that it is difficult or even impossible to archive them as instrument makers have experienced data/sources from the past to the present has made itself felt as a deficiency in the literature. In the experiments conducted in this thesis study, unlike subjective methods, the elasticity moduli of the woods to be used for violin top plates were calculated in the first place. With the obtained data, the top plates of student, orchestra, and soloist violins were determined. Chladni analysis was applied to the free top and back plates to obtain the reference mode shapes and resonance frequencies that are considered as references in violin acoustics. Subsequently, the top plates were sequentially attached to the violin bodies and the violins were strung, and Chladni analysis was repeated for the resonating violin plates. In addition to these experimental modal analysis studies, bridge mobility and sound radiation analyses were applied to all violins. At the end of the research, resonance frequencies and mode shapes of all violins were obtained. It was determined which frequencies were effective to what extent in the sounds emitted from violins with only different top plates.

Keywords: Violin Acoustics, Musical Instrument Making, Chladni Analysis, Mobility Analysis, Sound Radiation, Experimental Modal Analysis, Mode Shape, Mode Frequency