84

ÂWIAT NAUKI SIERPIE¡ 2004

ORGANY

Organy sà najpot´˝niejszym instrumentem muzycznym. A mi-
mo to o przejÊciu od ich grzmiàcego lamentu do g∏uchej
ciszy decyduje zaledwie kilka kawa∏ków drewna.

Obecnie konstruowane organy dzia∏ajà z wykorzysta-

niem tych samych prostych zasad fizyki co pierwsze budo-
wane oko∏o 250 roku p.n.e. Pompowane ze specjalnego
zbiornika (miecha) powietrze przechodzi przez wyÊcie∏a-
ne skórà drewniane wentyle do ró˝nej d∏ugoÊci piszcza∏ek,
gdzie drgajàc, tworzy okreÊlonej wysokoÊci dêwi´ki. Przez
2 tys. lat miechy pompowano r´cznie lub nogami – zazwy-
czaj robili to ch∏opcy zwani kalikantami, w koƒcu jednak za-
stàpi∏y ich silniki elektryczne i dmuchawy.

Pod koniec XIX wieku organista wciska∏ klawisz i drew-

niane dêwignie oraz ci´gna, tzw. abstrakty (ten system
po∏àczeƒ nazywany jest trakturà), otwiera∏y ma∏y, drew-
niany wentyl (klap´), umo˝liwiajàc wp∏yni´cie strumienia
powietrza do konkretnej piszcza∏ki. S∏uchacze oczekiwa-
li jednak coraz wi´kszej ró˝norodnoÊci dêwi´ków i co-
raz wi´kszych instrumentów, które mia∏y nag∏oÊniç co-
raz wi´ksze koÊcio∏y i sale w ratuszach. Zwi´ksza∏a si´
wi´c z∏o˝onoÊç po∏àczeƒ i dêwigni, a wraz z nià wzra-
sta∏y opory mechaniczne – i muzycy musieli mocniej na-
ciskaç klawisze otwierajàce wentyle. Aby rozwiàzaç ten
problem, budowniczowie organów postanowili wyko-
rzystaç dopiero co odkrytà elektrycznoÊç. Dzi´ki niej wci-
skany teraz bez wysi∏ku klawisz zamyka obwód elektrycz-
ny, uruchamiajàcy elektromagnes, który z kolei uruchamia
bezpoÊrednio wentyl.

Obecnie wcià˝ buduje si´ organy z obydwoma rodza-

jami traktury. „Wyst´pujà jednak mi´dzy nimi pewne ró˝-
nice w brzmieniu – mówi Stanley Scheer, wiceprezes sza-
cownej, istniejàcej od roku 1879 firmy Casavant Fr¯res,
budujàcej organy i mieszczàcej si´ w St. Hyacinthe w
prowincji Quebec. – Brzmienie organów z trakturà me-
chanicznà uwa˝a si´ za szlachetniejsze”.

Skromne organy koÊcielne z dwoma manua∏ami, kla-

wiaturà no˝nà oraz 16 rejestrami mogà mieç 1200 pisz-
cza∏ek i kosztujà oko∏o 200 tys. dolarów, a buduje si´ je
r´cznie nawet przez dwa lata. Organy sà montowane i
sprawdzane w wytwórni, nast´pnie rozk∏ada si´ je i prze-
sy∏a do miejsca przeznaczenia. Tam w ciàgu kilku tygodni
z ogromnej iloÊci cz´Êci ∏àczy si´ je z powrotem w zawi-
∏y labirynt. Piszcza∏ki intonuje si´ (koryguje w celu przy-
stosowania do akustyki pomieszczenia) oraz stroi. „Ka˝-
de organy sà arcydzie∏em sztuki in˝ynierskiej – mówi
Scheer i dodaje: – Gdy grajà po raz pierwszy publicznie,
zawsze zdumiewa, jak przek∏ada si´ to na muzyk´”.

Mark Fischetti

NAUKA

W ZAPRZ¢GU

Du˝o powietrza

W ORGANACH Z TRAKTURÑ MECHANICZNÑ

powietrze w´druje przez

dmuchaw´ do miechów, które regulujà ciÊnienie wewnàtrz wiatrownicy.
Gdy organista uruchamia dany rejestr (g∏os), szereg ∏àczników i dêwigni
przesuwa drewnianà zasuw´ tak, ˝e jej otwory ustawiajà si´ w jednej
linii pod piszcza∏kami. WciÊni´cie klawisza powoduje otwarcie przez
abstrakty drewnianego wentylu i wpuszczenie powietrza do kana∏u
klawiszowego, które kierujàc si´ do góry, wp∏ywa do tych wszystkich
piszcza∏ek powy˝ej tego kana∏u, których rejestry zosta∏y otwarte.

ORGANY Z TRAKTURÑ
ELEKTROMECHANICZNÑ

nie majà abstraktów.
WciÊni´cie klawisza
powoduje przep∏yw pràdu
w przewodzie
prowadzàcym
do elektromagnesu,
który otwiera pe∏niàcy
funkcj´ wentyla mieszek,
wprowadzajàc powietrze
do kana∏u klawiszowego.
Spr´˝yna (niepokazana
na rysunku) zamyka mieszek
z powrotem.

W ORGANACH Z TRAKTURÑ
ELEKTROPNEUMATYCZNÑ

wykorzystuje si´ ró˝nice ciÊnienia
powietrza. Ci´gno rejestru otwiera
specjalny zawór (tzw. zawór
Pitmana), wypuszczajàcy
powietrze z kana∏u
klawiszowego. WciÊni´cie
klawisza powoduje
doprowadzenie pràdu do
elektromagnesu, który otwiera
armatur´ i pozwala powietrzu
na wydostawanie si´ z cz´Êci
kana∏u klawiszowego. Powsta∏a
ró˝nica ciÊnieƒ odciàga ma∏y, filcowy
krà˝ek i skórzany mieszek, dzi´ki czemu
powietrze mo˝e wp∏ynàç do piszcza∏ki.

KENT SNODGRASS

Pr

ecision Graphics

Przegub

Armatura

Cewka

Miech

Magnes

Spr´˝yna

Mieszek

Zawór Pitmana

Armatura

W

ydostajàce si´ powietr

ze

Powietrze

Dmuchawa

Piszcza∏ka

CZY WIESZ, ˚E...

SIERPIE¡ 2004 ÂWIAT NAUKI

85

WENTYL

otwiera si´, kiedy organista

naciska klawisz. Otwór w wiatrownicy, przez który przechodzi

abstrakt, jest uszczelniony podklejonym filcem ci´˝arkiem o∏owianym

(pulpetem) o rozmiarze umieszczonych jedna na drugiej dwóch pi´cioz∏otowych
monet. Po zwolnieniu klawisza podklejony filcem i uszczelniony dodatkowo skórzanà
uszczelkà wentyl zamyka spr´˝yna.

‰

CYNOWE BRZMIENIE. Do wytwarzania wi´kszych piszcza∏ek,

wydajàcych niskie dêwi´ki, u˝ywa si´ drewna. Dajà one wyraêniej-
szy rezonans i s∏absze harmoniczne. Piszcza∏ki metalowe wytwarza
si´ ze stopu cyny i o∏owiu – zwi´kszenie iloÊci o∏owiu uwypukla ton
podstawowy, wi´cej cyny to bogatsze harmoniczne. Mo˝na u˝ywaç
tak˝e cynku i miedzi. Na brzmienie piszcza∏ki ma wp∏yw równie˝
gruboÊç jej Êcianek.

‰

POT¢˚NE BRZMIENIE. Wysoka kopu∏a, ogromne rozmiary oraz po-

rozmieszczane w wielu miejscach piszcza∏ki wielkich organów w kate-
drze Êwi´tego Paw∏a w Londynie dajà w efekcie a˝ dziewi´ciosekundo-
wy pog∏os. Organy te zbudowano w latach dziewi´çdziesiàtych XVII
wieku. OrganiÊci muszà tu stosowaç specjalnà technik´ gry, pozwala-
jàcà ujarzmiç pot´˝ne, grzmiàce dêwi´ki i nauczyç si´ ignorowaç roz-
praszajàcy uwag´ pog∏os. W organach Newberry Memorial w Yale Uni-
versity rejestr o nazwie bombardon otwiera najwi´ksze piszcza∏ki
instrumentu d∏ugoÊci 9.75 m i szerokoÊci 91.4 cm, które niemal do-

s∏ownie wstrzàsajà pomieszczeniem drganiami o cz´stotliwoÊci 16 Hz
(C subkontra, najni˝szy dêwi´k muzyczny). Wielkie organy Johna Wa-
namakera, które wype∏niajà siedmiopi´trowe atrium domu towarowe-
go Hechta w Filadelfii, majà najwi´cej na Êwiecie, bo a˝ 28 500 pisz-
cza∏ek w najwi´kszej z nich mo˝e zmieÊciç si´ kucyk, a najmniejsza ma
d∏ugoÊç 6.35 mm. Organy w Walt Disney Hall w Los Angeles, które mia-
∏y swój debiut tego lata, wa˝à 40 t. Stalowa konstrukcja podtrzymuje
100 gigantycznych piszcza∏ek, zakrzywionych zgodnie z krzywiznà
sklepienia. Na wypadek trz´sienia ziemi 6134 piszcza∏ek jest zako-
twiczonych w ci´˝kich metalowych podstawach.

‰

STOPNIOWE NARASTANIE DèWI¢KU. W niektórych organach

(od XVIII wieku) cz´Êç piszcza∏ek jest umieszczona wewnàtrz drew-
nianej szafy z ˝aluzjà. Zamkni´te ˝aluzje t∏umià dêwi´k, i w miar´ ich
otwierania przez organist´ specjalnym peda∏em nat´˝enie dêwi´ku ro-
Ênie, tworzàc dramatyczne crescendo. Wp∏ywa to tak˝e na barw´
brzmienia.

PISZCZA¸KI WARGOWE

sà pustymi

w Êrodku rurkami. Nap∏ywajàcy
z otwartego wentyla strumieƒ
powietrza uderza w warg´,
powodujàc drgania kolumny
otaczajàcego powietrza i powstawanie
dêwi´ku. Przesuwana tulejka lub
wstawiana na górze rury pokrywa
umo˝liwia nastrojenie piszcza∏ki.
W piszcza∏ce j´zykowej (stroikowej)
powietrze wywo∏uje drgania j´zyczka
stroika wzgl´dem gardzio∏ka,
a rezonujàca rura wzmacnia dêwi´k.
WysokoÊç dêwi´ku okreÊla strojnik
dociskajàcy stroik, podobnie jak
w skrzypcach przy∏o˝ony do struny
palec. Piszcza∏ki mogà mieç przekrój
kwadratowy lub okràg∏y i ró˝ne
kszta∏ty. Piszcza∏ki wargowe stosuje
si´ zwykle jako pryncypa∏y i jako
êród∏o dêwi´ków o barwie fletowej
lub instrumentów smyczkowych,
piszcza∏ki j´zykowe natomiast
wydajà dêwi´ki o barwie
instrumentów d´tych. Piszcza∏ki
zamkni´te sà o po∏ow´ krótsze
od piszcza∏ek otwartych emitujàcych
dêwi´k tej samej wysokoÊci.
Piszcza∏ka otwarta d∏ugoÊci
oko∏o 61 cm, liczàc od otworu
wargowego do jej szczytu,
wytwarza dêwi´k Êrodkowego C
– o cz´stotliwoÊci 261.6 Hz.

* Flet – nazwa rejestru, 16’ – d∏ugoÊç piszcza∏ki
w stopach (30.48 cm).

Klucz

rejestrowy

Flet 16’*

Flet 8’

Strojnik

Pryncypa∏ 8’

Klarnet 8’

Zasuwa

Spr´˝yna

Przegub

Kana∏
klawiszowy

Wiatrownica

Ci´˝arek

Wentyl

Abstrakt

Otwór wargowy

(usta piszcza∏ki)

Warga

Stroik

Strojnik

Rezonujàca

rura

Gardzio∏ko

piszcza∏ki

Otwór

w stopie

piszcza∏ki

A

A

"

G