Korleis virkar eigentleg ei fele? 

Det fint og gode hjelpemiddel for å dokumentere instrument akustisk og teknisk på ein vanleg verkstad. Tjukkleiksmål, vekter, instrument til å mæle lydfart i veden, utstyr til å mæle og teikne av kvelvingar, lydhål og så vidare og programvare som utnyttar lydkortet i PC'n kan gjere analyse av resonansane i felene. Dei fleste har vel og no opptaksutstyr.

Hovudoppgåva mi ved NTNU

Under prosjekt- og hovudoppgåva mi bruka eg eit utstyr som kunne vise direkte korleis svingingane i kroppen på felene er. Ein av felene var ein Gaetano II Guadagnini frå omlag 1800 som ein kjent norsk fiolinist brukar, nokre andre fioliner og hardingfeler. Eg gjorde og ei litteraturstudie om akustikken i feler. Dette vart i grunnen vegen min inn i akustikken. Eg hadde og nokre akustikkfag og fysikk har mykje teori som og er nytta i akustikken. M.a. har kvantemekanikken ein god del av begrepsapparatet sitt frå akustikk, -mekanikk og statistikk. Atoma kan ein sjå på som små "instrument" der "musikken" vert delt i form av elektromagnetiske byljer, t.d. som lys og varme.

Eg nytta TV-holografi som viste svingingane i felekroppen på ein TV-skjerm og i digitale bilete. Ein ser typiske svingeformer ved resonansane som gjeng att i kvar fele, difor kan ein setje namn på dei. I figurane ute til høgre ser du eksempel på digitale bilete av svingeformene. I spekteret av to feler under ser du eksempel på korleis dei er fordelte over toneregisteret som "fjelltoppar".

I laboratoriet

A0 amplitude 272Hz

A0 fase 272Hz

Eksempel på eit akustisk hjelpemiddel i analyser av feler

Eg nyttar mest øyra og seks stillbare stemmegaflar når eg arbeider med platene, det gjeng raskast. Men ein høyrer ikkje alle tonane like godt, spesielt ikkje om ein lyttar på kroppen til fela. Da nyttar eg PC-en med eit godt lydkort, ein god mikrofon og eit analyseprogram som heiter SpectraPlus. Ein får da fram kurver over resonansane i fela som vist under.
I lydspekteret over ser du resonansane til ein kjend Stradivarifiolin frå 1715 (orange kurve) og frå ein Guarnerimodell fiolin eg har bygd om (blå kurve). Kurvene liknar kvarandre ein god del. M.a. ligg lufttonen og resonansane T1 og C3 omlag på same plassen i tonehøgd (frekvens). Der er og nokre likskapar ved 1kHz og i mellom 2- og 3kHz. Men det er og nokre forskjellar: Grunntonen på fyrste finger på A strengen er kraftigare på Stradivarien, og det er mindre "støy" over ca 4kHz. Detaljane i mellom 1- og 2 kHz skil og noko.

Slike kurver erstattar sjølvsagt ikkje det å spele og lytte til felene, men det kan vere eit hjelpemiddel i dokumentasjonen. Og når ein får tal på eigenskapane, kan ein byrje å samanstille desse med korleis felene er bygde og korleis ein opplever at dei er å spele på.

Ein kan få fram desse svingeformene med programvare utvikla av den engelske felemakaren George Stoppani.

Korleis ser spekteret frå ei Hardingfele ut samanlikna med fiolinar?

Det er mange like trekk mellom lydspekteret frå kroppen på ei hardingfele og ein fiolin. Under ser du spekteret frå hardingfela mi og Stradivarien i saman. Dei er mælt i ulike rom og med to ulike, men liknande, måleoppsett. Nivået på kurvene er difor sett manuelt. Fordelinga av lyden over spekteret kan samanliknast.

Ein ser at lufttonen ligg litt høgare i tone i denne hardingfela, at C3 resonansen er svakare og ligg noko lågare i tone. Men  grunntonane på kvinten nok er kraftigare i denne hardingfela enn i Stradivarien, til samanlikning. "Cut off" i diskanten ligg lågare i hardingfela enn i fiolinen. Dette kan nok virke litt rart, fordi ei hardingfele vanlegvis høyrast lysare ut i tonen enn ein fiolin. 

Det vi ser her er lyden frå stolen og kroppen på fela, ein kan kalle det "filteret" som strengetonen høyrast i gjennom. Den lysare, og ofte meir intense, -tonen har nok med dei tunnare strengane og det høgare toneleiet som hardingfela normalt er stilt. I østlandsdistrikta er ofte felene stilt i "b", "c" eller av og til så høgt som i "c#". Normalt vil tunnare og lettare strenger, og den kortare mensuren, gjere at lynivået frå ei hardingfele vert litt lågare enn frå ein fiolin, sjølv om han kanskje kan opplevast som meir intens.

Ein del av spelemennene på vestlandet brukar lågare stilte feler, ofte kan kvarten (a-strengen) vere stilt i a#. Lågare stilling og tykkare strenger gjer som regel tonen mørkare, og kanskje meir "malmfull".

Korleis er hardingfelene bygde i høve til fiolinar?

Dette er ein heil og lite utforska vitskap. Men generelt er kvelvingane på ei hardingfele ofte flatare på tvers av platene, spesielt i midtpartiet. Lydhåla er jamt over lengre, stengemensuren er kortare, platene er ofte tunnare, spesielt i botnen og i backenpartia, men er vanlegvis tjukkare i midtpartiet av loket, truleg avdi platene er flatere og difor mindre stive av kvelvinga der. Ulike felemakarar kan ha sine spesielle trekk. Nokre av Steinkjønndalsfelene har t.d. tunne bottar.

Meir synleg er resonasstrengene, den spesielle stolen og strengene. På ein måte liknar hardingfela litt på barokkfiolinen som mange av dei fine gamle fiolinane har vore ein gong. Dekoren er sjøvsagt ein skildnad, men det finst og eksempel på fiolinar med dekor, heilt attende til 1500 talets Andrea Amati, sønene og sonesonen Niccolo. Litt seinare laga og Stradivari nokre slike eksempel.

Berekna svingingar

Klikk på bildet under og du fær lasta ned ein film som viser T1 resonansen som er merka av i lydspekteret over ved ca 440Hz, nær open A streng. Du ser at kroppen "pustar" og at lydholet på bassida svingar mest på seg. Vingene på lydhåla er aktive i fleire område av lydspekteret og spelar difor truleg ei viktig rolle i lydproduksjonen.

Filmen er laga frå ein berekna svingeformanalyse i eit avansert program som heiter Abaqus. Modellen med lok, botn, sarg, bassbjelke og pinne er laga av amerikanaren John Masters. Eg har modifisert han litt med tynnare plater, kjørt berekningane og laga filmen.

Intressert i å lære meir?

Om du er interessert i å lære meir om akustikk i feler kan du t.d.

• Sjå: The Strad3D project.
• Lese kursmateriellet til fysikaren Erik V Jansson: http://www.speech.kth.se/music/acviguit4/.
• Heimesidene til felemakarar som nyttar tekniske hjelpemiddel: Martin Schleske og Terry Borman.

T1 amplitude 431Hz

T1 fase 431 Hz

C3 amplitude 552Hz

C3 fase 552Hz

C4 amplitude 668Hz

C4 fase 668Hz