على الرغم من أن غيتارًا باهظًا يصنعه خبير من أخشاب غريبة سيعطي أفضل صوت، فإن غيتارًا من الخشب الرقائقي منخفض التكلفة، إذا ضُبط جيدًا، يمكنه أيضًا إنتاج ذلك الصوت المميز. يرجع كل ذلك إلى التذبذب الدوري Periodic oscillation للجسيمات حول نقطة اتزان Equilibrium – أي الاهتزاز – وهو المبدأ الأساسي لتوليد الصوت في أي آلة موسيقية. فعندما ينقر العازف وترَ غيتار صوتي Acoustic guitar، وهو غيتار ينتج الصوت من دون تضخيم كهربائي، يهتز الوتر ويُزيح جزيئات الهواء، ما يولد موجة صوتية Sound wave تنتقل عبْر الهواء إلى أذنيك. وهو المبدأ نفسه الذي يجعلك تُصدر صوتًا طريفًا عند شد رباط مطاطي ونقره، أو حتى عند الغناء والكلام؛ فالأحبال الصوتية Vocal cords مجرد شريطين من العضلات الملساء يلتقيان ويهتزان عندما يمر الهواء فوقهما. وبالطبع لا ينتج صوت الغيتار كله من اهتزاز الأوتار وحده، لكن هذه الاهتزازات تؤدي إلى تفاعلات فيزيائية أخرى داخل جسم الغيتار الخشبي نفسه.
عندما يُنقَر الوتر، تعمل كل أجزاء جسم الغيتار في تناغم بوصفها حجرة رنين Resonance chamber. ينتقل جزء من طاقة اهتزاز الوتر إلى اللوح الخشبي الرقيق الذي يشكل واجهة الغيتار، فيهتز بتردده الطبيعي Natural frequency ويطلق الصوت إلى الخارج. وبالمصطلح العلمي، يحدث الرنين Resonance. يؤثر نوع الخشب وحجم الغيتار وشكله وطريقة تجميعه تأثيرًا كبيرًا في رنينه والصوت الذي يُصدره. وإلى جانب الجسم، يؤدي عنق الغيتار والجسر ومادة الأوتار وسماكتها أدوارًا رئيسية في الناتج الصوتي. وهناك مكوّن حيوي آخر في الغيتار ليس في الحقيقة إلا فراغًا: فالهواء داخل التجويف يهتز بالتزامن مع لوحة الصوت Soundboard، ما يساعد على تشكيل الصوت الإجمالي للغيتار.
الغيتار الكهربائي والصوتي
مع أن الغيتارات الكهربائية تعتمد على المبادئ الفيزيائية نفسها التي تعتمد عليها الغيتارات الصوتية، فإن نقَر أوتار غيتار كهربائي من دون تضخيم كهربائي سيعطي رنينًا معدنيًا ضعيفًا، وهو ليس الصوتَ المتوقع في حفل موسيقي. يرجع ذلك إلى الفروق البنيوية في الغيتار الكهربائي؛ فجسمه مُصمَت ولا توجد فيه فتحة صوت. وبدلًا من ذلك، تُثبت الأوتار فوق لاقط مغناطيسي Magnetic pickup، وهو قضيب مغناطيسي ملفوف بآلاف اللفات من سلك نحاسي. وعلى الرغم من أنه مغناطيس كهربائي Electromagnet يُستخدم في المحركات الكهربائية لتحويل الكهرباء إلى حركة، لكن يمكن استخدامه بالعكس أيضًا، أي تحويل الحركة إلى كهرباء، كما يحدث في توربينات الرياح المولدة للطاقة أو، في هذه الحالة، في الغيتارات الكهربائية. يستشعر ملف اللاقط اهتزازات الأوتار وينقل إشارة كهربائية عبر دائرة تضبط النغمة قبل أن تمر عبْر مضخم ومكبر الصوت لزيادة مستوى الخرج الصوتي.
انتشار الصوت
كيف تؤدي سلسلة من انتقالات الطاقة إلى انبعاث صوت الغيتار الصوتي
1 الأوتار Strings
هنا تبدأ العملية: ينقر العازف الأوتار أو يعزف عليها بأداة صغيرة مسطحة تُسمى الريشة، فتبدأ الأوتار في الاهتزاز..
2 الجسر Bridge
تنتقل طاقة الأوتار المهتزة إلى الجسر Bridge أسفل الغيتار حيث تُثبَّت الأوتار.
3 لوحة الصوت Soundboard
تنتقل طاقة الاهتزاز من الجسر إلى الواجهة الخشبية للغيتار وبقية الجسم، ما يعزز النغمة ويضخم الصوت.
4 التجويف Cavity
يتضخم الصوت في أثناء انتقاله عبْر جسم الغيتار المجوَّف.
5 فتحة الصوت Sound hole
تسمح فتحة في لوحة الصوت بخروج الصوت من التجويف.
6 الفواصل Frets
يمكن للعازف ضغطُ الأوتار على هذه الشرائط المعدنية لتغيير طول الوتر وضبط طبقة الصوت.
7 مفتاح الضبط Tuning peg
يؤدي تدوير مفتاح ضبط الوتر إلى تعديل الشد، فيتغير التردد الرنيني Resonant frequency الطبيعي الذي يهتز عنده الوتر. يمكن للبيئة الباردة أو الدافئة أن تغير شد الأوتار أيضًا، ولذلك يضبط عازفو الغيتار آلاتهم أحيانًا قبل العزف.
نظرية الأوتار
كما تغير أحبالك الصوتية طبقة الصوت من خلال شد عضلات الحلق وإرخائها، تتغير طبقة النغمة – أو ترددها – التي يصدرها الغيتار تبعًا للكتلة الإجمالية للوتر ومقدار الشد الواقع عليه وطوله. ينتُج الصوت منخفض التردد عند نقر أوتار أكثر سماكة، كما يؤدي تدوير مفاتيح الضبط إلى شد الوتر أو إرخائه للحصول على نغمة أخفض أو أعلى، ويؤدي ضغط الوتر على أحد الفواصل المعدنية Fret إلى تقصير طوله ورفع طبقة الصوت.
