Fysikken bak sologitaren

Elgitarer et av de vanligste instrumentene i moderne musikk. En irsk gitarist og fysiker bestemte seg for å beskrive hvordan spilleteknikkene kan uttrykkes i matte.

Gripebrettet og gitarhodet på en elektrisk gitar. Tverrbåndene på halsen gjør det mulig å få rene toner uten å være helt presis, som man må være på instrumenter uten tverrbånd, for eksempel fiolin. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)
Gripebrettet og gitarhodet på en elektrisk gitar. Tverrbåndene på halsen gjør det mulig å få rene toner uten å være helt presis, som man må være på instrumenter uten tverrbånd, for eksempel fiolin. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)

En av grunnene til at elgitaren har blitt så utbredt i så mange forskjellige sjangere, er at den er et veldig allsidig instrument.

Ved hjelp av effekter og modifikasjoner fikk den elektriske gitaren stadig flere strenger å spille på gjennom det 20. århundre, og gitarister som Jimi Hendrix presset nesten utenomjordiske lyder ut gitarene sine, ved hjelp av spilleteknikk og effektbokser.

Den fleksible gitaren

Et piano har 12 toner i skala etter hverandre, men man har ingen måte å “bøye” tonene på, slik at toneleie endrer seg i korte øyeblikk.

En gitar er mye mer fleksibel, i hvert fall når det kommer til toneleie. Ved å bøye strengene kan man endre toneleiet raskt, trinnløst og veldig nøyaktig hvis du er en rutinert gitarspiller.

Man bøyer strengene ved å trekke strengen opp eller ned på gripebrettet, mens man opprettholder trykket på strengen.

Denne teknikken er veldig vanlig, men vrien å bli veldig god på, og forskjellige varianter av strengebøying har gitt opphav til mange gitaristers personlige stil.

Elgitaren har også fått sitt eget spekter med spesielle spilleteknikker som har utviklet seg i løpet av de siste 50 årene:

Gitarist Eddie Van Halen midt i en solo hvor han "bender" strengene. Han er også kjent for sin tappe-teknikk. (Foto: Tom Hood/AP)
Gitarist Eddie Van Halen midt i en solo hvor han "bender" strengene. Han er også kjent for sin tappe-teknikk. (Foto: Tom Hood/AP)

Strengebøying (bending), tapping (bruke begge hender til å ”slå” toner på strengene på gripebrettet) og forskjellige varianter av vibrato (for eksempel ved å vibrere hele fingeren og hånden som holder strengen nede, og bøye strengen mange ganger i løpet av kort tid).

Fysikken bak strengebøying og vibrato har aldri blitt beskrevet før, og den irske fysikeren og gitarspilleren David Robert Grimes ved instituttet for onkologi ved Oxford har nå gjort et forsøk på å lage en fysikkmodell av hva som faktisk skjer når strengene blir bøyd.

Han jobber egentlig med matematiske modeller som skal forbedre strålebehandling, men gjorde et lite gitarprosjekt på siden.

– Jeg ville forstå hva det var med disse teknikkene som faktisk gjør det mulig å endre toneleiet, sier Grimes i en pressemelding.

I denne videoen forklarer Josh Homme, gitarist og frontmann i Queens of The Stone Age hvordan han har utviklet sin egen personlige stil, blant annet ved hjelp av strengebøying.

Strengebøying, eller bending, blir godt illustrert av det første riffet man hører i videoen. De er også innom teknikken tapping, og hvorfor det blir sett på som en “vulgær” teknikk.

Slo spiker i en gitar

Hvis noen lurte, ser formelen for lydfrekvensen produsert av strengebøying slik ut:

 (Foto: Skjermdump/David Grimes
(Foto: Skjermdump/David Grimes

For å komme fram til denne formelen, måtte Grimes mishandle en av sine gamle gitarer.

– VI måtte finne på en metode å nøyaktig måle hvor mye strengen var bøyd og hvilken frekvens den produserte.

– Vi slo spiker i gitaren min, for vitenskapen.

Grimes satte spiker i gripebrettet for å kunne hekte strengen på den, slik at de fikk en konstant vinkel og frekvens.

Selve fysikken viste seg å være ganske grei, og Grimes fant at egenskapene til strengen hadde mye å si for hvor mye toneleiet kunne endres. Spesielt hvor tøyelige strengene er og strengetykkelsen er viktige egenskaper.

Grimes tror denne kunnskapen kan brukes av strengeprodusenter, og for å kunne lage nøyaktige digitale gitarvarianter som etterligner ekte elgitarer.

Hvis du vil fortsette å dykke ned i gitarens fysikk, kan du ta en kikk på Grimes’ forskningsartikkel, hvor han også beskriver vibrato og fysikken bak en såkalt whammy bar.

Referanse: 

D.R. Grimes: String theory – the physics of string-bending and other electric guitar techniques' PLOS ONE, DOI: 10.1371/journal.pone.0102088

Powered by Labrador CMS