Orgonapont - 2



        Hogyan  nyerik  el  végső  hangminőségüket  az   orgonasípok?   Mi
    határozza meg ezt  a  hangminőséget?  Hogyan  dolgozik  az  intonatőr?
    Hogyan lehet az orgonahangot laboratóriumban mérni? Van-e korreláció a
    műszeres mérés és a hangminőség között? Szerzőink ezekre a  kérdésekre
    adnak választ. Egyszersmind egy "szeánszra" is meghívnak bennünket.


        Cikkünk előző részében (HFM 6.)  felvázoltuk,  hogyan  működik  az
    orgona, most pedig - ígéretünkhöz híven - az MTA Soros  alapítványának
    támogatásával  végzett  méréseinkről,  illetve   azok   egy   részéről
    számolunk be. Erőnket az orgonasípok, mégpedig elsősorban az ajaksípok
    tanulmányozására összpontosítottuk. Eredményeink  egy  részét  azonban
    nyugodt lelkiismerettel érvényesnek tekinthetjük a nyelvsípokra is.

    Hangszermodell...

        Elöljáróban el kell mondanunk, hogy  vizsgálódásainkat  nem  igazi
    orgonán, hanem orgonamodellen  végeztük.  Valódi  hangszeren  dolgozni
    nagyon nehéz, szinte lehetetlen lett volna, hiszen érzékelőműszereket,
    segédeszközöket kellett volna elhelyeznünk vagy éppen  még  mozgatnunk
    is  az  orgona  ezernyi  síppal  és   más   alkatrésszel   telezsúfolt
    szerkezetén belül (s nem  is  tudtuk  volna  kiszűrni  az  orgona  más
    szerkezeti elemeitől származó hangokat, rezonanciákat, sőt még a külső
    környezetből eredő zajokat sem). Némelyik vizsgálatot el  sem  lehetne
    végezni a síp vagy valamely más alkatrész módosítása nélkül,  márpedig
    az orgona "gazdája" aligha  örülne,  ha  például  lyukakat  fúrnánk  a
    szélláda  falába  vagy  a  sípokba,  s  ezekben   helyeznénk   el   az
    érzékelőket...

    

    1. A süketszoba belseje


    

    2. A mérésekhez használt műszeregyüttes


        A   mérésekhez   tehát   laboratóriumi    körülményeket    kellett
    teremtenünk. Kisméretű, egyszerűsített orgonamodellt építtettünk:  egy
    elektromos  fúvómotorral  meghajtott  tartályfúvót  és   egy   szintén
    kisméretű, néhány síp  elhelyezésére  alkalmas  szélládát.  De  míg  a
    szélládát és rajta  a  vizsgálandó  sípokat  süketszobában  (1.  ábra)
    helyeztük el, a motor, a tartályfúvó, a mérőberendezés  (2.  ábra)  és
    minden egyéb, ami zavaró zajt okozhat - így a mérést végző  személyzet
    is - a hangszigetelt falakon kívülre került.

    


    3. Ajaksíp keresztmetszete
    1.  sípláb,  2.  láblyuk, 3. sípmag, 4. magrés, 5. alsó ajak, 6. felső
    ajak  vagy  perem,  7. felvágás, 8. henger, 9. síptest, 10. a magrésen
    kiáramló  levegőszalag,  11.  a felső ajaknál leváló kettős örvénysor,
    12. a síptestben kialakuló állóhullám maximumhelyei (alaphang esetén),
    13.  az  állóhullám csomópontja.
    A síphoz vezető szelep kinyitásakor a síplábban megnövekszik a nyomás,
    és a levegő elkezd kiáramlani a magrésen. A gyorsan mozgó levegőszalag
    a  felső  ajaknak  ütközik,  és  örvények  sorozatává  alakul, amelyek
    váltakozva a felső ajak két oldalán haladnak tovább.

    4. Az áramlás képe
    Az  áramlás  képét  akár  le  is  filmezhetjük,  egy síplábhoz némileg
    hasonló  kísérleti  berendezésben,  különleges  optikai  módszerrel. A
    képsorozaton,  melyet  holland kutatók bocsátottak rendelkezésünkre, a
    felső  világos  mező  a síp belsejének kezdő szakasza, az alsó világos
    mező  a  külső  légtér,  a  szürke  vízszintes  csík  pedig a magrésen
    kiáramló   levegő.   Ezeken  a  képeken  jól  követhető  a  "csapkodó"
    levegőszalag  éa  a  leváló  örvények.  Ez  az  örvényleválások okozta
    nyomásingadozás,  a  peremhang gerjeszti rezgésre a síptest belsejében
    lévő levegőoszlopot.


        A  nehézségek  azonban  még  csak  most  kezdődtek.  Mert  mi   is
    szólaltatja meg az ajaksípot?  Az  úgynevezett  peremhang,  vagyis  az
    örvényleválások  okozta  nyomásingadozás  (lásd  a   3-4.   ábrát   és
    magyarázószövegét).  Nekünk  tehát  az  ajak   környezetében   fellépő
    levegőáramlást  kell  "feltérképeznünk",  s  meg  kell  ismernünk   az
    örvényleválások  jellemzőit,  legfőképpen  a   spektrumukat.   Mindezt
    először  egy  áramlásmérő  műszerrel  próbáltuk  felderíteni,  de  azt
    tapasztaltuk, hogy még ez  a  vékony  huzalokból  álló  mérőszonda  is
    megzavarja az áramlási képet, és meghamisítja az eredményt!
        Ha valahogyan sikerülne megakadályoznunk, hogy a  síptestben  lévő
    levegőoszlop   rezgésbe   jöjjön,    egyszerű    módon,    mikrofonnal
    elemezhetnénk az örvénysorozat hangját,  a  peremhangot...  De  hogyan
    lehet "elnémítani" a sípot? Tömjük tele hangelnyelő anyaggal,  például
    vattával? Kipróbáltuk -  nem  vált  be.  Újabb  ötlet:  mi  volna,  ha
    teljesen  megszabadulnánk  a  síp  belsejében  lévő   levegőoszloptól,
    például úgy, hogy a sípnak egyszerűen nincsen belseje... Készíttettünk
    tehát olyan síplábakat, melyek mindenben azonosak  egy  igazi  síppal,
    csak hiányzik róluk a síptest (5. ábra).  Ezekkel  a  síplábakkal  már
    zavartalanul lehetett kísérletezni.

    

    5. Kísérleti síplábak


    

    6. Angster József orgonaépítő mester a kísérleti sípokkal


    

    7. Sípláb hangjának jelalakja és spektruma


        A rezgés jelalakját  és  spektrumát  mikroprocesszoros  hangelemző
    készülékkel jelenítettük meg. A rezgés képe elég szabályos (erre mutat
    egy példát a 7. ábra). Ennek megfelelően a sípláb  kissé  zajosan,  de
    határozott hangmagasságon  szólal  meg.  Spektrumában  a  végig  magas
    zajszintből  jól  kiemelkedik  egy  "alaphang"   és   néhány   nagyobb
    frekvenciájú összetevő. E "felhangok" azonban nem  harmonikusak,  azaz
    rezgésszámuk nem egész számú többszöröse az alaphangnak.
        Ebben a kísérletben sok mindent megváltoztathatunk.  Módosíthatjuk
    a levegő nyomását, megváltoztathatjuk a sípláb valamelyik  részletének
    alakját vagy méretét. Ezek a beavatkozások egytől-egyig  befolyásolják
    a levegőáramlást, az örvényképződést, végső soron  tehát  a  gerjesztő
    rezgést. A peremhang változását a jelalak és a spektrum tükrözi.
        Amikor a  síp  szól,  a  benne  lévő  levegőoszlopot  a  peremhang
    kényszeríti rezgésre. Joggal feltételezzük, hogy a jól  méretezett  és
    intonált orgonasípon az orgonaépítő  mintegy  ráhangolja  a  peremhang
    spektrumát a síptestben lévő levegőoszlop alaphangjára vagy valamelyik
    felhangjára.  Nem  véletlen,  hogy  az  orgonasípok  intonálásakor  az
    intonatőr*   (*Az   orgonasípok,    a    regiszterek    hangjellegének
    beszabályozását, az  egyes  regiszterek  összehangolását  intonálásnak
    nevezik. Az intonatőr tehát "orgonahangoló" szakember, ő állítja be az
    orgona összhangzását. Nemcsak az  évszázadok  során  kikristályosodott
    szabályokat kell ismernie: nagy gyakorlatra, tökéletes zenei hallásra,
    csiszolt ízlésre,  speciális  szerszámokra  és  sok-sok  türelemre  is
    szüksége van. Az intonálás  első  fázisát,  az  előintonálást  még  az
    orgonagyárban végzik, egy erre a célra szolgáló, különleges szélládán.
    A sípokat ekkor a megfelelő hangmagasságra hangolják, s  meghatározzák
    főbb  alkatrészeik  méretét  és  helyzetét.  A   főintonálás   már   a
    helyszínen,  a  teljesen  összeállított  orgonán  történik,  itt   már
    figyelembe kell venni az  egyes  sípsorok  és  más  szerkezeti  elemek
    egymásrahatását, valamint a  terem  akusztikáját  is.),  elsősorban  a
    sípláb egyes részein hajt végre módosításokat, és ezzel jelentősen meg
    tudja változtatni a síp megszólalásának folyamatát és  az  állandósult
    hang spektrumát.


    ...és a számítógépes modell

        A mérési eredményekből kiindulva, számítógépes modellt  dolgoztunk
    ki (egyelőre még nem  az  egész  síphang  kialakulásának  folyamatára,
    csupán a sípláb működésére). Csak el kell határoznunk, hogyan kívánjuk
    méretezni a síplábat - és a program máris  kiszámolja  mindazt,  amire
    kíváncsiak vagyunk. Az eredményt aztán később összevethetjük  a  mérés
    adataival. Ha kiderül, hogy a modell  nem  egyezik  a  valósággal,  az
    természetesen  nem  a  valóság  hibája.   A   programot   addig   kell
    tökéletesíteni, míg az elmélet és a kísérlet eredménye  egybeesik.  Ha
    idáig eljutottunk, akkor modellünk már helyesen írja le a valóságot, s
    (érvényességi körén belül!)  akár  helyettesítheti  is  a  kísérletet:
    "megjósolja" az újabb és újabb változtatások hatását.  Ezzel  időt  és
    pénzt takaríthatunk meg.
        Modellünk  kiszámolja   például   a   magrésen   kiáramló   levegő
    sebességének változását (8. ábra) a  síphoz  vezető  szelep  kinyitása
    közben. Ha csökkentük  a  láblyuk  átmérőjét  (ez  is  egy  intonálási
    eljárás) a kiáramlási sebesség jelentősen csökken. Ezt  persze  modell
    nélkül is ki  lehetett  volna  találni  a  számítógép  azonban  pontos
    számszerű értékeket ad,  míg  a  "józan  paraszti  ész"  legfeljebb  a
    változás jellegét tudja megbecsülni.

    

    8. Nyomás- és sebességváltozások a síplábban:
    1.  a szelep felülete, 2. a nyomiás a sípláb belsejében, 3. a magrésen
    kiáramló  levegő sebessége, amikor is a láblyuk átmérője a) 8,5 mm, b)
    4,5 mm.

    9. Egy síp hangjának jelalakja és spektruma


    Minden jó, ha jó az eleje

        Ha egy (igazi) orgonasípot rövid időre megszólaltatunk, és a  hang
    időbeli lefolyását ábrázoljuk, olyasféle képet kapunk,  mint  amely  a
    9/a ábrán látható. Ott történetesen egy  szalicionál  "c"  sípról  van
    szó; ez  a  regiszter  vékony,  hengeres  testű,  nyitott  ajaksípokat
    tartalmaz. Neve a lágy hangú, fából készült népi fuvolákra utal,  néha
    fűzfasíp gyanánt  említik  (salix  latinul  fűzfát  jelent).  Hangzása
    azonban  -  amelyre  később  még  visszatérünk!  -  nem   kifejezetten
    fuvolaszerű, inkább a barokk kor vonáshangszereire emlékeztet.
        Figyeljük meg, hogy a szelep nyitásának  pillanatától  fokozatosan
    alakul  ki  a  hang,  aztán  állandósul,  majd  a   szelep   zárásának
    pillanatától fokozatosan szűnik meg. A megszólalási, berezgési  idő  a
    síp fajtájától függően  0,02-0,2  másodperc.  Eközben  a  hangnak  nem
    egyszerűen csak az erőssége  változik,  hanem  a  spektruma,  tehát  a
    felhangok  erősségének   aránya   is.   A   legkorszerűbb   hangelemző
    készülékkel, illetve számítógéppel ezt a rövid  megszólalási  szakaszt
    is részleteiben tanulmányozhatjuk. A 9/b  ábrán  az  állandósult  hang
    spektruma   látható,   igen   jó    frekvenciafelbontásban.    Hasonló
    grafikonokat készíthetünk a berezgés vagy  a  lecsengés  részleteiről.
    Megvizsgálhatjuk  egy-egy  rövidebb  jelszakasz   spektrumát   is.   A
    pontosságnak  azonban  sajnos  elvi  korlátai  vannak  minél  rövidebb
    időtartamot elemzünk,  annál  rosszabb  lesz  a  spektrum  pontossága,
    frekvenciafelbontása.  Némileg   segít   rajtunk,   ha   a   hangjelet
    számítógéppel  "vesszük  fel",   mágneslemezen,   digitális   formában
    rögzítjük, és speciális matematikai programmal elemezzük.

    

    10. Egy síp megszólalási szakaszának számítógépes elemzése


        A már említett szalicionál "c"  síp  megszólalásának  számítógépes
    elemzése  látható   a   10.   ábrán.   A   7.   harmonikus   indul   a
    legerőteljesebben,  de  hamar  utoléri  az  alaphang  oktávja  (a   2.
    harmonikus), és mindvégig ez marad a legerősebb. Az alaphang csak  0,2
    másodpercnél éri el állandósult szintjét. A 3. harmonikus, az alaphang
    kvintje is meghatározóan jelen van, a többi azonban  igen  gyenge;  az
    5.,  6.  és   8.   szinte   meg   sem   jelenik.   Mindez   a   modern
    pszichoakusztikának azt a tételét szemlélteti,  hogy  a  hangszínérzet
    erősen  függ  a  hangjelenség  időbeli  lefolyásától.  Az  orgonasípok
    hangjellegét is erősen befolyásolja a berezgés folyamata. Az intonálás
    során is leginkább ezt a megszólalási szakaszt lehet módosítani.


    Orgonaszeánsz

        És most következzék egy kis High Fidelity.
        Az intonálás:  több  évszázad  tapasztalatait  összegző  művészet,
    amelynek  tudományos  magyarázatával  az   akusztika   mindeddig   nem
    foglalkozott. Az intonatőr meghallja, mi a rossz a síp  hangjában,  és
    szemléletes jelzőkkel le is  tudja  írni  a  hibát.  Tudja,  mit  kell
    változtatni a síp egyes  alkotórészein,  és  beavatkozása  legtöbbször
    valóban sikeres. Mi most éppen azt szeretnénk nyomon  kísérni,  hogyan
    változtatják meg az intonatőr "varázslásai" a síp műszerekkel  mérhető
    adatait, legfőképpen  a  megszólalás  folyamatát.  Olyan  ez,  mint  a
    hifi-szeánsz, amelyen a vájtfülűek szubjektív ítéletét  azonnal  össze
    lehet vetni a műszerek által adott, számszerű jellemzéssel.
        Kövessük tehát (a 11. ábrasoron) a már  említett  szalicionál  "c"
    síp intonálásának folyamatát. Miközben  Varga  László,  az  orgonagyár
    főintonatőre  fokról  fokra  javít  a  síp   állapotán   (megpróbáljuk
    elmagyarázni, mit  miért  tesz),  Angster  József  orgonaépítő  mester
    elmondja, hogy éppen milyennek  hallja  a  síp  hangját,  utána  pedig
    műszerrel is  elemezzük  azt.  Láthatjuk:  méréseink  és  számításaink
    eredménye egybevág mindazzal, amit az intonatőr (a mestereitől  tanult
    szabályokra,  tapasztalatára   és   gyakorlott   hallására   alapozva)
    bámulatos biztonsággal véghezvisz.

    

    11. A berezgési szakasz spektrumának változása az intonálás folyamán

    11/a.   Az   intonálatlan,  "nyers"  síp  meglehetősen  rosszul  szól.
    "Teljesen  üres  hang. Megszólaláskor nincs alaphangja, erősen kvintel
    (6.   harmonikus).   Valamennyire   a   2.  oktávját  is  hallani  (4.
    harmonikus). A megszólalás nagyon bizonytalan."

    11/b.  Az  intonatőr  megnöveli  a  felvágás  méretét, azaz a magrésen
    kiáramló  levegő  távolabb  ütközik  a  felső  ajakba. Ez feltehetőleg
    megkönnyíti  a  felső  ajak  körül  az  áramlási kép állandósulását és
    csökkenti  a gerjesztő örvények leválásának frekvenciáját: a peremhang
    eredményesebben  tudja  gerjeszteni  a  síp alaphangját és alacsonyabb
    felhangjait is.
    "A  megszólalás  sokkal  frissebb.  Az  alaphang  alig jelentkezik, és
    kicsit átcsap oktába."
    A   spektrum   mutatja,  hogy  a  gerjesztés  valóban  az  alacsonyabb
    rezgésszámú  összetevők  felé  tolódott  el.  Leggyorsabban a 2. oktáv
    indul,  de  hamar  utoléri  az első oktáv (2. harmonikus), amely végül
    meghatározó erősségű marad.

    11/c.  Az  Intonatőr  csökkenti  a  lábfurat méretét. Ezáltal kevesebb
    levegő  jut  a  síplábba,  és csökken a magrésen kiáramló levegőszalag
    sebessége.  (Az  előbb  bemutatott  számítógépes  síplábmodell  pontos
    értéket  is tud adni a sebességváltozásra. A 8. ábrát ugyanis pontosan
    azokkal a kiinduló adatokkal számolta ki a program, amelyeket ebben az
    intonálási  lépésben  mértünk.)  A  kiáramló levegő lelassulása tovább
    csökkenti  a  felső  ajaknál  leváló  örvények frekvenciáját, azaz még
    lejjebb hangolja a gerjesztő rezgést.
    "Már  bejön  az alaphang, de csak jelentős késéssel. Inkább az oktávot
    és  a  kvintet  hallani.  A  hang  még  szőrös.  Az  állandósult  hang
    bizonytalanul szól."
    A műszerek ugyanezt mondják!

    11/d.  Az  intonatőr  kis  fogakat  vág  a  magrés  egyik  szélébe. Ez
    módosítja  -feltehetőleg  eleve  örvényesebbé  teszi-  a  levegőszalag
    áramlási  képét,  megkönnyítve a felső ajaknál a peremhangot létrehozó
    örvények beindulását.
    "Megszólalása  pontosabb,  kvintel,  azután  az  oktávba  csap  át. Az
    állandósult hang simább."
    Látható, hogy az alaphang még mindig gyenge és bizonytalan.

    11/e.  Az  ajaknyílás  elé egy kis henger kerül. Ez némileg stabilabbá
    teszi az áramlást, azonkivül a levegőnyelvet kissé kifelé irányítja.
    "Ez   már  jellegzetes  szalicionál  hang  enyhén  vonós  karakterrel.
    Megszólalása még kissé késik."
    A  spektrumban  ekkor  már az alaphang a második legerősebb összetevő.
    Sokat javult az állandósult szakasz egyenletessége is.

    11/f.  Az intonatőr lejjebb üti a magot. Ezáltal a légáramlást beljebb
    irányítja,  hogy  a  magrésből  kilépő  levegőszalagnak éppen a közepe
    találja  el  a felső ajkat. Ez várhatóan segíti a stabil állapot gyors
    kialakulását,   de   valamennyire  ismét  növelni  fogja  a  gerjesztő
    frekvenciát, azaz a magasabb harmonikusok arányát. (Megjegyezzük, hogy
    a  4.  ábrán  is  a  résen kilépő levegő kissé felülről fúj rá az éles
    akadályra,  ezért  az  akadály alsó felén sokkal csenevészebb örvények
    keletkeznek, mint a felsőn.)
    "Megfelelő   szalicionál   jelleg,   diszkréten  vonós,  jónak  vehető
    megszólalással."
    Elemzésünk  szerint  elsősorban a 2. harmonikus lelfutása gyorsult, és
    megerősödött a 7. összetevő.


        Az intonatőr egy-egy beavatkozása  persze  többféle  változást  is
    előidéz  a  bonyolult  jelenségegyüttesben,  s  ezek  között   nemcsak
    kedvezőek,  de  kedvezőtlenek  is  vannak.   Az   utóbbiakat   további
    intonálási lépésekkel kell csökkenteni, mindaddig, amíg el  nem  érjük
    célunkat. Dehát szinte minden orvosságnak vannak  káros  mellékhatásai
    is,  melyek  ellen  esetleg  újabb  gyógyszer  szükséges,  sőt:  annak
    megintcsak  lehetnek  kedvezőtlen  hatásai...  Szerencsére  az  esetek
    többségében a megbomlott egyensúly helyreáll, a beteg meggyógyul.  Ezt
    nem  mindig  az  orvostudománynak:  olykor  talán  csak  a   szervezet
    csodálatos  biológiai  tartalékainak  köszönhetjük.  A  mi  példánkban
    azonban egyértelműen az  intonatőrt  dicséri,  ha  a  holt  fémcsőből,
    fadobozból élő, muzsikáló orgonasíp lesz.


    Falrengető mérések

        A síp falát kétféle úton lehet rezgésbe hozni. Amikor a  síp  szól
    (azaz "fúvóshangszerként" használjuk), a belsejében rezgő levegőoszlop
    kényszeríti rezgésre a sípfalat. Amikor pedig megkocogtatjuk  a  sípot
    (azaz "ütőhangszerként" használjuk), akkor  szabad  rezgés  alakul  ki
    rajta. Vajon van-e valami köze egymáshoz a kétféle rezgési módnak?
        A rezgésmérések igen időigényesek és költségesek,  ezért  egyelőre
    meg  kellett  elégednünk  egyetlen  síp  részletes  tanulmányozásával.
    Pontosságra törekedve, viszonylag  nagy  sípot  kellett  választanunk,
    ezért egy több mint két méter hosszúságú, "G" hangmagasságú  principál
    síp  mellett  döntöttünk.  (A   principál   az   orgona   legfontosabb
    regisztercsaládja;  egy  orgonán  belül   általában   több   principál
    regiszter is található.  Hengeres  testű,  közepesen  vastag,  nyitott
    ajaksípokról  van  szó.)  A  síptest   mechanikai   rezgésformáit   és
    frekvenciáit az úgynevezett modálanalízissel lehet  feltérképezni.  Ez
    az  eljárás  igen  bonyolult  mérő-  és  feldolgozórendszert  igényel.
    Magyarországon ez, sajnos, nem állt rendelkezésünkre. A  vizsgálatokat
    végül is az  NSZK-ban  sikerült  elvégezni,  braunschweigi  akusztikus
    kollégáink segítségével.
        Egy "kalapács" és egy parányi optikai érzékelő révén a síptest 120
    pontjában rögzítették a rezgés  jellemzőit.  Az  eredményt  számítógép
    dolgozta fel és tette szemléletessé. A képernyőn, illetve a  nyomtatón
    kirajzolódtak a síp lehetséges rezgésformái. Ezek közül mutat be egyet
    a 12. ábra; az alsó kép oldalnézetben mutatja a  sípot,  a  felső  kép
    pedig felülnézetben, mintha  közelről  belenéznénk  a  rezonátorcsőbe.
    Ebben a rezgésállapotban a cső egyik vége összelapul, majd kitágul,  a
    másik vége ellentétes  fázisban  teszi  ugyanezt.  Az  amplitúdókat  a
    szemléletesség céljából túlzottan  nagynak  ábrázoltuk,  a  valóságban
    legfeljebb a századmilliméter  nagyságrendjébe  esnek.  Több  tucatnyi
    sajátrezgést lehet kimutatni,  azonkívül  a  csomóvonalak  mennyisége,
    elhelyezkedése és a rezgés jellege is többféle lehet.

    


    12. A sípfal egy rezgési módusának ábrázolása


        Mint sejthető volt, a hangfrekvenciás tartományban nem lépnek  fel
    olyan rezgésformák, amelyekben a síp fala körkörösen  minden  irányban
    egyszerre  kitágulna,  majd  összehúzódna.  Ilyen   "lüktető"   mozgás
    jelentős megnyúlást majd összenyomódást idézne elő a cső anyagában, de
    ehhez nagyon nagy erőhatásra volna  szükség.  Az  általunk  tapasztalt
    rezgéseknél a sípfalban  főleg  hajlítási  alakváltozás  történik.  Ez
    sokkal kisebb erőbefektetést igényel.
        És hogyan rezeg a síp fala, ha a síp megszólal? Ezt a kérdést  már
    ismét itthon próbáltuk megválaszolni. Ugyanannak  a  sípnak  ugyanazon
    120 pontjában egyenként - felvettük a  rezgés  spektrumát.  Ehhez  egy
    parányi  rezgésérzékelőt  használtunk,  amelyet  sorban   a   kijelölt
    pontokra ragasztottunk.
        Minden  test  annál  jobban  "szeret"  rezegni,  annál  könnyebben
    engedelmeskedik az  őt  gerjesztő  hatásnak,  minél  közelebb  esik  a
    gerjesztés frekvenciája a szóbanforgó test valamelyik  sajátrezgésének
    frekvenciájához. Egy hangzó síp fala tehát akkor rezeg a legjobban, ha
    a  benne  rezgő  levegőoszlop  frekvenciája   "eltalálja"   a   sípfal
    valamelyik sajátrezgési módusának frekvenciáját. Az általunk  vizsgált
    síp esetében majdnem pontosan erről van szó. A síp alaphangja  ugyanis
    98Hz, a sípfal  6.  módusa  -  mely  éppen  egy  könnyen  gerjeszthető
    rezgésállapot - 100Hz-re esik.
        Felmerül  a  kérdés:  vajon  törvényszerű-e   a   jól   méretezett
    orgonasípoknál az ilyesfajta  egybeesés?  Egyáltalán:  vajon  kedvező,
    káros vagy közömbös  jelenség-e  a  sípfal  rezonanciája?  Minthogy  a
    sípfal viselkedését eddig csak egy sípon tanulmányoztuk, nem vonhatunk
    le belőle  általános  érvényű  következtetést  -  de  ajánlhatunk  egy
    munkahipotézist. Valószínűnek tartjuk, hogy a síp  hallható  hangjának
    és a sípfalrezgéseknek  ez  az  "összehangolása"  szerepet  játszik  a
    hangminőségben,  vagyis  általános   jelenség,   és   az   orgonaépítő
    tapasztalat eredménye. A  régi  mesterek  pusztán  csak  a  hallásukra
    hagyatkozva kísérletezték ki azokat a méretezési táblázatokat, amelyek
    alapján a mai orgonasípok is készülnek. Gondoljuk csak végig a dolgot!
    A síp alaphangjának  rezgésszámát  elsősorban  a  síptest  hossza,  és
    kisebb mértékben  az  átmérője  határozza  meg:  ezek  tehát  adottak.
    Szabadon változtatható azonban a  síp  falának  vastagsága  és  anyagi
    minősége márpedig ez pontosan az a két tényező, amely a sípfal rezgési
    sajátfrekvenciáit még  széles  határok  között  módosítja!  Talán  nem
    véletlen, hogy az orgonaépítő  irodalom  ezeket  is  előírja,  illetve
    részletes táblázatokban rögzíti.


    A traktúra-vitához

        Idekívánkozik még  egy  olyan  kísérleti  eredmény,  amely  csupán
    mellékterméke  volt  a  méréseknek  és  számításoknak,   mindazonáltal
    adalékul szolgálhat az orgonaépítők némely dilemmájához, nevezetesen a
    mechanikus és az elektromos traktúra híveinek vitájához.
        Számítógépes   programunk   nem   korlátozódik    a    síplábakra:
    belétáplálhatjuk   bármely    orgona    billentyűmechanizmusának    és
    traktúrájának minden lényeges adatát, de  akár  magának  a  játékosnak
    kellően leegyszerűsített és számokban megfogalmazott "paramétereit" is
    (a  billentyű  rugómechanizmusának  erejét,  a  billentyűáttételt,   a
    billentés sebességét és erősségét, a működtető levegő nyomásást stb.).
    Számításainkból mi arra a meglepő következtetésre jutottunk, hogy alig
    kezd kinyitni a síphoz vezető szelep, a síplábban  a  nyomás  máris  a
    maximális értékre szökik fel, a magrésen elkezd kiáramlani  a  levegő,
    és megszólal a síp. Vagyis a síp egyszerűen "nem veszi észre", hogy  a
    szelepet lassan vagy gyorsan nyitottuk. Lapozzunk vissza a 8. ábrához:
    meggyőzően mutatja, hogy a szelepnyitás kezdetétől számítva  kevesebb,
    mint egy század  másodperc  alatt  a  nyomás  és  sebesség  már  eléri
    állandósult értékét. Ilyen rövid időtartamon belül  a  fül  nem  képes
    felismerni érdemi különbségeket. Úgy tűnik  tehát,  hogy  a  billentés
    módja s vele együtt a  traktúra  típusa  nem  befolyásolhatja  a  hang
    megszólalásának, berezgésének folyamatát.
        Azt  jelentené  ez,  hogy  modellünk  szerint  a   mechanikus   és
    elektromos traktúra szembeállítása indokolatlan, és a  kettő  teljesen
    egyenértékű?  Nem  erről  van  szó.  Egyetlen   hang   megszólalásának
    folyamatát talán valóban nem lehet befolyásolni a mechanikus  traktúra
    esetében sem. (Hiszen a síp hangjellegét döntően a felépülési  szakasz
    határozza  meg,  és  nem  is  volna  jó,  ha  ezt  a  hangjelleget   a
    billentéssel  meg  lehetne  változtatni.)  A  hangok   egymásutánjában
    viszont  már  lehet   különbség   a   kétféle   traktúra   között.   A
    modellszámítások szerint ugyanis a billentés adatainak a módosításával
    megváltoztatható az  az  időtartam,  amely  a  billentyű  lenyomásának
    kezdete  és  a  szelepnyitás  kezdete  között  eltelik.  A  mechanikus
    traktúrában fellépő sokféle erő bonyolult összjátéka késést idéz  elő.
    Talán  ez,  a  billentés  módjával  befolyásolható  késés  az,  ami  a
    mechanikus traktúrát "élőbbé"  teszi  és  amely  miatt  az  orgonisták
    jelentős része is előnyben részesíti  azt  az  elektromos  traktúrával
    szemben? Természetesen ezt a problematikát (összehasonlító,  ellenőrző
    kísérletek nélkül) még nem tekinthetjük lezártnak. Azt is  hozzá  kell
    tennünk, hogy a  program  ugyan  csúszkaládához  kapcsolt  traktúrával
    számol - de természetesen elkészíthető a kúpládára vonatkozó  változat
    is. További érdekes, de az  akusztika  illetékességi  körét  meghaladó
    kutatási  terület  lehetne  az  orgona  áramlástani   vizsgálata.   Az
    orgonaépítők ilyesmivel nyilván nem foglalkozhattak, hiszen az  orgona
    hallható  hangjára  gyakorolt   hatása   nagyon   közvetett,   nehezen
    megfogható.

    

                                      *

        Biztosak vagyunk benne, hogy  az  orgona  a  tudomány  eszközeivel
    megismerhető, megérthető, sőt az eredmények  még  a  hangszer  további
    tökéletesítéséhez  is  hozzájárulhatnak.   De   még   a   mi   szerény
    eredményeink sem  születhettek  volna  meg  a  hangszerépítő  mesterek
    segítsége nélkül. Az orgonatervezés,  orgonaépítés  sohasem  válhat  a
    tudomány   feladatává:   az   orgonaépítők   mesterségbeli    tudását,
    tapasztalatát,   elkötelezett   szakmaszeretetét   semmiféle   műszer,
    semmilyen tudományos elmélet nem helyettesítheti.