The effects of plectrums made from different materials on the acoustic properties of the Tanbur

Year 2024, Volume: 12 Issue: 2, 103 - 117, 30.06.2024

Furkan Karataş , Emir Değirmenli

https://doi.org/10.12975/rastmd.20241221

Abstract

In Turkish music, the tanbur frequently appears in literature as a stringed and plectrum-played instrument, both for its depiction in makam theory and its performance. Throughout the historical trajectory of the Turks, the term tanbur did not signify a standard structure but was used for various long-necked, multi-stringed instruments. With the evolution of Turkish instruments in Central Asia, as the number of strings and frets increased, this instrument came to be known as the tanbur. Additionally, terms synonymous with tanbur such as tanbura, dombur, and dombrak have also been identified. During the Ottoman Empire, the tanbur began to attract attention from the late 17th century and especially gained its highest esteem in the 18th century. Dimitri Kantemiroğlu, in his book “Kitâbü İlmi’l-mûsikî alâ vechi’l-hurûfât” also known as Kantemiroğlu Edvarı, elucidated the practical aspects and the more controversial theoretical foundations of music using the pitch structure of the tanbur and recognised this instrument as the standard in Turkish music. The generation of sound in stringed instruments like the tanbur involves the interaction of vibrations starting from the string with the body of the instrument, resulting in a distinctive quality of sound. The vibrations of the strings are initiated by a long, horizontal plectrum. In this respect, the plectrum also plays a significant role in sound formation. Traditionally, and indispensably for many performers, the tanbur plectrum made from tortoise shell, known as “bağa”, has been used. The information obtained from comparative measurements on the acoustic properties of bağa plectrums, commonly used in tanbur performance, and plectrums made of different materials will enable more informed choices in plectrum selection. Additionally, the use of interdisciplinary approaches and acoustic measurement techniques to compare these plectrum materials is of great importance as it represents a first in this area. Taking into consideration the difficulties in sourcing bağa today and the ethical concerns for the endangered Caretta caretta turtles, this study aims to explore the usability of alternative materials for bağa plectrums. In this context, the effects of tanbur plectrums made from delrin, galalit, katalin, bone, and mikarta on the sound of the instrument were investigated. For this purpose, the performer’s plectrum strike was recorded in slow motion to establish a strike pattern. A mechanism was designed to replicate the same strike motion at the same speed and angle for each different material, minimising the displacement during the strike process and aiming to closely replicate the performer’s strike, thus obtaining more consistent data. This mechanism, once set up in the string area, was triggered using Arduino software, and each measurement was performed over 30 seconds, including 15 plectrum strikes. Throughout this process, the system remained open and the average values were calculated. To prevent any impact on the consistency of the research because of noise, the servo motor trigger belt system was positioned away from the microphone. Also, the harmonic analysis of the motor sound confirmed that it did not overlap with the harmonics of the plectrums being studied. In evaluating the collected data, comparison was made using Fast Fourier Transform (FFT) and 1/3 octave band analysis techniques, fundamental to many sound analysis methods. During the measurement phase, the FFT analyser took measurements throughout the performance duration at specific intervals, calculating the average of all collected values. In the examined frequency band, measurement results were presented as a single average curve. Moreover, 1/3 octave band analysis was also performed. This method, more compatible with the human auditory mechanism, was preferred as it provides significant insights into how an instrument’s sound is perceived. Findings of the study showed that, in comparisons made with bağa, plectrums made of delrin, bone, and mikarta exhibited a higher graphic curve and harmonic structure, while those made of katalin and galalit showed a lower graphic curve and harmonic structure. Bağa, having a moderate curve, indicated that controlled changes in the design and material properties of plectrums from different materials could serve as alternatives. Thus, the use of alternative plectrums instead of the costly and difficult-to- source bağa is thought to contribute ethically to the conservation of Caretta caretta turtles. This study recommends psychoacoustic studies of different material plectrums and the exploration of more diverse materials with advancing material technologies. This research aims to provide a broader and more concrete knowledge base, assisting instrument makers in selecting tanbur plectrum materials and contributing to the performance fields for tanbur players.

Keywords

tanbur, plectrum, timbre, musical instrument acustics, different material

Ethical Statement

This study was produced from first author' master thesis. The research does not require ethics committee approval.

Supporting Institution

The facilities of the Vibration and Sound Laboratory at Ankara Hacı Bayram Veli University Turkish Music State Conservatory were used. This research was conducted as part of the "Vibration and Acoustic Analyses of Turkish Music String Instruments" project.

Project Number

“Türk Müziği Telli Çalgılarının Titreşim ve Akustik Analizleri” projesi

Thanks

We would like to thank James Majin for his proofreading support on the extended summary of this

Tanburda farklı materyallerden üretilen mızrapların çalgının akustik özelliklerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Telli çalgılarda ses oluşumu, telde başlayan titreşimlerin çalgının gövdesi ile etkileşime girmesi sonucunda çalgıya özgü nitelikli sesin elde edilmesi sürecidir. Tellerin titreşime geçmesi ise uzun ve yatay bir şekle sahip olan mızrapla gerçekleşir. Bu açıdan mızrabın da ses oluşumunda önemli bir yeri vardır. Tanbur çalgısının icrasında kullanılan mızrabın bağa malzemesinde üretilmesi oldukça geleneksel ve birçok icracı tarafından da vazgeçilmez olarak görülmektedir. Tanbur icrasında yaygın olarak kullanılan bağa mızrap ile farklı materyal mızrapların akustik özellikleri üzerine yapılan ölçümler ve deneme-yanılma yöntemiyle elde edilen mızrap seçimlerinin daha bilinçli bir şekilde yapılmasına olanak tanıması ve akustik ölçüm teknikleri kullanılarak yapılmış mızrap materyallerinin karşılaştırılması adına bir ilk açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma özellikle günümüzde bağa teminindeki zorluklar ve nesli tükenmekte olan karetta karettalar için etik hassasiyetler dikkate alınarak, bağa mızrap için alternatif malzemelerin kullanım durumunu incelenerek alternatif mızrap kullanılabilirliği amaçlanmaktadır. Bu bağlamda, delrin, galalit, katalin, kemik, mikarta’dan üretilen tanbur mızraplarının çalgı sesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bunun için özel bir mızrap vuruş sistemi tasarlanmış ve her bir malzemeden üretilen mızraplarla tanburun aynı hız ve açıda uyarılması sağlanmıştır. Bu araştırma sürecinde toplanan verilerin değerlendirilmesinde, birçok ses analiz yönteminin temelini oluşturan Fourier dönüşümü kullanılmıştır. Elde edilen sesler 1/3 oktav bandı ve harmonik analiz teknikleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Çalışmanın bulgularında bağa ile yapılan karşılaştırmalarda, delrin, kemik ve mikartadan yapılan mızraplar daha yüksek ses şiddeti ve yüksek harmoniklerde artış gösterirken katalin ve galalit mızraplar daha düşük ses şiddeti harmoniklerde düşük seviyede ses oluşumu göstermiştir. Bağanın bu şekilde orta seviyede bulunması, farklı materyallerdeki mızrapların tasarım ve malzeme özelliklerindeki kontrollü değişimler ile bağa mızraba alternatif olabilecekleri sonucuna varılmıştır. Bu bağlamda çalışmanın, tanbur mızrap malzemesi seçiminde çalgı yapımı ve icra alanlarında konusunda katkı sağlaması hedeflenmektedir.

Keywords

tanbur, mızrap, tını, Çalgı Akustiği, Mızrap Materyali

Ethical Statement

Bu çalışma birinci yazarın yüksek lisans tezinden üretilmiştir. Bu araştırma, etik kurul izni gerektirmemektedir.

Supporting Institution

Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi Türk müziği Devlet Konservatuarı Titreşim ve Ses Laboratuvarı'nın imkanları kullanılmıştır. "Türk Müziği Telli Çalgılarının Titreşim ve Akustik Analizleri” projesi kapsamında yapılmıştır

Project Number

“Türk Müziği Telli Çalgılarının Titreşim ve Akustik Analizleri” projesi

Thanks

Bu makalenin genişletişmiş özetinin proofreading desteğini aldığım James MAJİN’e teşekkür ederiz.

References

• Akan, E. (1989). Tanbur metodu: Türk musikisi nazari bilgileriyle. İzmir: Ege Üniversitesi Ofset Basımevi.
• Aydemir, M. (2015). Tanbur-I. Anadolu Üniversitesi Güzel Sanatlar Enstitüsü.
• Buen, A. (2005). Comparing the sound of golde age and modern violins: long time average spectra. Journal of the Violin Society of America, 1(1), 51-74.
• Cresswell, J. W. (2003). Qualitative, Quantitative. and mixed methods approaches. Research Design, 10(08941939.2012), 723954.
• Değirmenli, E. (2014). Akustik ölçüm teknikleri kullanılarak üretilen ud ses tablasının titreşim özelliklerinin kontrolü üzerine yeni bir yöntem önerisi. Yüksek lisans tezi. Gazi Üniversitesi, Ankara.
• Değirmenli, E. (2018). Türk Müziği çalgılarından ‘ud’da ses oluşumunun incelenmesi ve telli çalgıların ses karakteri açısından tasarımlarının belirlenmesine dair yöntem önerisi. Doktora tezi. Gazi Üniversitesi, Ankara.
• Demirdil, M. (2020). Ud mizrabi ve türleri üzerine bir inceleme. Yegah Musiki Dergisi, 3(2), 175-186.
• Erkut, C., Tolonen, T., Karjalainen, M., & Valimaki, V. (1999). Acoustical analysis of tanbur, a Turkish long -necked lute. In Proceedings of 6th International Congress on Sound and Vibration, 5-8 July 1999, Denmark.
• Fırat, L. H. (2021) Tanbur mızrabı ve yapımı /Görüşme: F. Karataş. Çalgı yapımcısı Atölyesi, İstanbul.
• Gülses, N. (1991). Mızraplı Tanbur Öğrenme Klavuzu. İstanbul: İTÜ Türk Müziği Devlet Konservatuvarı.
• Güneşer, O. (2021). Tanbur mızrabında bağa kullanımının tını açısından gerekliliği üzerine bir sorgulama. Uluslararası “Üstâd-ı Cihân Tanburi Cemil Bey Sempozyumu, 7-9 Mayıs 2021 çevrimiçi.
• Helmholtz, H. L. F. (1895). Sensation of tones. London. IUCN Conservation Monitoring Centre. (1996). 1996 IUCN Red List of threatened animals. International Union for Conservation of Nature and Natural Resources.
• Jansson, E. V. (1983). Function, construction and quality of the guitar. Congress on Royal Swedish Academy of Music July 28-August 1, 1983, Stockholm.
• Kammler, D. W. (2000). A first course in fourier analysis. USA: Cambridge Prentice- Hall.
• Karataş, F. (2023). Tanbur icrasında kullanılan mızrabın fiziksel özelliklerinin, vuruş açılarının ve vuruş bölgelerinin akustik açıdan incelenmesi. Yüksek lisans tezi. Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi, Ankara.
• Maxim, M. (2002). Dimitrie Cantemir. Türk İslam Ansiklopedisi. İstanbul: Yapı Kredi Yayınları.
• Öner, A. K. (2018). Ud eğitiminde mızrap hazırlamalı sağ el çalım tekniği’nin etkisi üzerine bir pilot çalışma. Turan-Sam Uluslararası Bilimsel Hakemli Dergisi, 10/2018, 96-101.
• Rossing, T. D. (Editor). (2010). The science of string instruments, New York: Springer Science Business Media LLC, 12-17.
• Schleske, M. (2002). Empirical tools in contemporary violin making: Part II. psychoacoustic analysis and use of acoustical tools. catgut acoustical Society Journal, Vol. 4, No. 6 (Series II), November 2002, 43-61.
• Taçoğlu, A. (1998). Tanburda kullanılan ses tablalarında rezonans özelliklerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi. Hacettepe Üniversitesi, Ankara.
• Traube, C. (2004). An interdisciplinary study of the timbre of the classical guitar.Doctoral thesis. McGill University, Montreal, Canada.
• Voultsiadou, E., Gerovasileiou, V., & Dailianis, T. (2013). Extinction trends of marine species and populations in the Aegean Sea and adjacent ecoregions. In Marine Extinctions-Patterns and Processes, CIESM Workshop Monograph (Vol. 45, pp. 59-74). Monaco: CIESM Publisher.
• Wang, T. J. (2012). General technologies of music playing robots. Applied Mechanics and Materials, 184, 1570-1573.
• Wright, H. (1996). The acoustics and psychoacoustics of the guitar. Doctoral thesis. University of Wales, Cardiff.
• Yaygıngöl, E. (2019). Kemanda yay ve ses üretimi ve ses üretiminin teknik analizi. Sanatta yeterlilik tezi. Anadolu Üniversitesi, Eskişehir.
• Yılmaz, S. (2002). Kanunda kullanılan ses tablasının akustik özelliklerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi. Erciyes Üniversitesi, Kayseri.
• Young, D. S. (2007). A methodology for investigation of bowed string performance through measurement of violin bowing technique. Doctoral thesis. Massachusetts Institute of Technology, School of Architecture Program in Media Arts and Sciences. Cambridge.