String Vibration สายกีตาร์สั่นอย่างไร

สายกีตาร์ครับมันจะมีการสั่น ตั้งแต่ Nut ไปจนถึง Bridge

เวลาเราดีด สายจะแกว่งสูงขึ้น (Amplitude สูงสุด)  แล้วสายก็จะกลับไปหยุดที่ตำแหน่งเดิม (ตรงกลาง Amplitude เป็นศูนย์) เราเรียกการสั่นแบบนี้ว่า "รูปไข่" ลักษณะนี้เป็นลักษณะที่ทำให้เราเข้าใจง่ายที่สุด 

สมมติว่าเราตั้งคอตรง เวลาที่ดีด สายจะมาเป็นท้องช้าง แล้วจะมาแตะเฟรตช่วงตรงกลางก่อน ช่วงประมาณเฟรต 12

อันนี้เป็นการอธิบายให้เห็นภาพ จะได้เข้าใจง่ายๆก่อน ทีนี้เรามาเริ่มลักษณะทางกายภาพของสายกันต่อ

ลักษณะทางกายภาพของสาย

สายกีต้าร์ ผมขออธิบายในแง่ของสายเหล็กนะ เพราะว่าเดี๋ยวเราจะSetup กีต้าร์ที่มี Truss rod เราจะมาดูความสัมพันธ์ของสายกีตาร์ ว่าทำอะไรกับคอกีตาร์บ้าง

สายกีต้าร์เวลาที่เราเปลี่ยนสายใหม่ เราจะขึงให้ตึง พอเวลาดีดช่วงแรกๆ มันจะยังไม่ค่อยมีเสีย พอมันเริ่มสั่น มันจะแก่งเยอะๆ เราหมุนลูกบิด มันก็จะแกว่งถี่ขึ้น เสียงก็จะสูงขึ้น ซึ่งความตึง ความถึ่ในการสั่น และเสียงทั้งหมดนี้สัมพันธ์กัน เราจะมาดูกันว่า ค่าต่างๆพวกนี้ คืออะไรกันนี้

แรงตึงสาย

อย่างแรกเวลาที่เราตั้งสายกีต้าร์ มันจะเกิดแรงดึงจากลูกบิดไปจนถึง Bride แรงดึงนั้นจะเรียกกว่า  Tension

ซึ่งแต่ละสายก็จะมีค่าที่เรียกว่า String Tension ของตัวมันเอง ตามผู้ผลิตออกแบบมา มีหน่วยวัดเป็น ปอนด์ (lb)

ถ้าอ้างอิงจาก Chart ด้านบน แรงดึงสายรวมจะเท่ากับ 176 Pound หรือจะเท่ากับ 79.8 กิโลกรัม แต่มันไม่ใช่ทั้งหมดที่กีตาร์รับไว้ 

แรงที่คอรับไว้จะถูกรับในแนวเฉือน ไม่ได้ดึงขึ้นมาตรง แต่เป็นการแตกแรงแบบฟิสิกส์

จาก 79กิโลกรัม อาจจะแค่ 1 กิโลกรัม หรือมากกว่านั้นนิดหน่อย

ทวนความเข้าใจ ถ้าเราตั้งสายตรง มันจะมีแรงดึงค่านึงในที่นี้คือ 79 กิโลครับ แต่ถ้าเราผ่อนสายลง เสียงต่ำลง แรงดึงจะต่ำลง น้อยกว่า 79กิโลกรัม 

คำนวนความถี่ของสาย สัมพันธ์ กับแรงตึงสาย

ค่าแรงตึงสาย Tension of String ก็มีความสัมพันธ์ต่อ Amplitude ของสาย

• ตึงมาก Amplitude ต่ำ ความถึ่สูง
• ตึงน้อย Amplitude สูง ความถี่ต่ำ 

ลองคำนวน String Tension ได้จาก Link นี้

ค่า Stress & Strain ของสาย

เรามาถึงเรื่องที่น่าสนใจคือ ตัวสายถูกทำจากวัสดุ ฉะนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นคือมันจะมีค่าคงตัววัสดุ ที่เขาเรียกว่า Stress & Strain  อาจจะเป็นเรื่องที่คุณไม่คุ้นหูสักเท่าไหร่  แต่อยากให้คุณมองภาพตามนี้

ถ้ามีหนังยาง 1 เส้น เวลาที่เราดึงหนังยางให้ยืดออก และพอเราหยุดดึง หนังยางจะกลับมาสู่ที่เดิมโดยที่ยังไม่ขาด นี่คือการที่มีแรงกระทำต่อสาย โดยการเพิ่มแรงเค้น เรียกว่า Stress และดูอาการของหนังยางว่าทนการยืดได้มากน้อยแค่ไหนนั่นคือ ค่าแรงเครียด เรียกว่า Strain  

ทุกวัสดุมีค่า Stress & Strain ดังกราฟนี้ 

สิ่งที่จะต้องทำความเข้าใจ เพราะว่าสายกีตาร์เวลาเล่นไปสักพักสายมันจะเก่า เริ่มตีเฟรต เกิดจากการโมเลกุลของสาย มีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ค่าคงตัววัสดุเดิมจะเปลี่ยนแปลง มันจะยืดออก และไม่กลับไปคงตัวเหมือนตอนสายใหม่ๆ

Stress คือแรงที่เราดึงสาย

Strain คือ แรงที่สายต้องการคืนตัว ค่าความเครียดในสาย

Yield Strength คือจุดที่ แรงที่เราดันสายมากจนสายรู้สึกไม่ไหวแล้ว ไม่สามารถกลับไปจุดเดิมได้

สายเก่า แรงตึงจะน้อยลงเรื่อย มันยืดจะยืดขึ้น ค่า Strain ของตัวมันจะลดลง เสียงจะต่ำลง เราจะต้องมาหมุนลูกบิดให้ได้เสียงที่ตรงเหมือนเดิม 

ความเข้าใจตรงนีจะสัมพันธ์กับ String Vibration การสั่นของสายที่เปลี่ยนไป เราไปหัวข้ออื่นกันต่อเลย

String Vibration ทางกายภาพ

การสั่นของสายมีจะปัจจัยที่ทำให้กิดการแกว่งแยกเป็น 2อย่าง

ปัจจัยภายใน คือ เกิดจากตัวสายเอง

• ยี่ห้อสาย
• ชนิดของสาย
• เบอร์สาย
• ความเก่าของสาย 
• ค่า Tension ของสาย

ปัจจัยภายนอก เช่น

• การแกว่งของคอ Stable(จะพูดในบทถัดไป)
• Floating Bridge
• ชนิดของ nut
• วัสดุที่ใช้ทำ Bridge
• องศาของสาย String Angle  ที่กระทำต่อnut หรือ saddle แบบ gibson หรือ jazzmaster
• ผิวสัมผัสของสายกีต้าร์กับ NUT & Saddle
• การสั่นสะเทือนของบอดี้ หรือไม้หน้าในAcoustic guitar

String Vibration จริงๆ จะสั่นแบบนี้ 

คลื่นความถึ่จะวิ่งจากจุดที่เราดีด ไปยังนิ้วที่กดเฟรต  ดังนั้นคลิ่นที่วิ่งไปจะทำให้เกิด buzzing ที่เฟรตติดๆกันที่นิ้วกดสาย

บทความนี้เราเรียนรู้อะไรไปบ้าง

• String vibration
• ความสัมพันธ์ระหว่าง ความถึ่และแรงตึงสาย
• แรงตึงสายที่กระทำกับคอกีต้าร์
• ลักษณะของวัสดุ ค่า Stress & Strain

ไว้พบกันในบทถัดไป