Trống bỏi kêu nhờ đâu: quán tính, mặt căng và hốc vang của trống đất

Trống bỏi kêu vì hai hạt nặng buộc ở hai bên trống, khi ta xoay cán qua lại, bị quán tính giữ chậm lại một nhịp rồi văng vào mặt trống. Mặt trống căng bị gõ thì rung, đẩy không khí thành những đợt sóng đến tai ta. Trống đất làm cùng việc ấy nhưng không cần da: một sợi dây căng trên miệng hố, tấm che miệng hố làm mặt rung, còn cái hố trong lòng đất làm hộp cộng hưởng cho tiếng vang to.

Hai chiếc trống, hai cách làm ra tiếng

Trống bỏi là chiếc trống con có cán cầm, hai mặt bịt giấy bồi hoặc da mỏng, hai bên tang trống buộc hai sợi dây ngắn, đầu dây có hạt đất, hạt gỗ hay viên bi nhỏ. Cầm cán vê qua vê lại, hai hạt đập luân phiên vào hai mặt trống nghe "tùng tùng" giòn giã. Đây là món quà chợ Tết, chợ phiên quen thuộc của trẻ con nhiều thế hệ.

Trống đất thì lạ hơn nhiều. Theo cách mô tả quen thuộc, người ta đào một cái hố nhỏ, đậy miệng hố bằng một tấm mo cau hay vỏ cây, cắm hai cọc hai bên rồi căng một sợi dây ngang qua miệng hố. Giữa dây và tấm che có một que nhỏ chống lên. Gảy hoặc gõ vào dây, rung động truyền qua que xuống tấm che, và cái hố khuếch đại tiếng thành âm trầm "thình thình". Trống đất gắn với lối hát trống quân, nam nữ hát đối đáp hai bên dây trống.

Âm thanh là gì

Mọi âm thanh bắt đầu bằng một vật đang rung. Mặt trống bị gõ sẽ võng vào rồi bật ra, rất nhiều lần mỗi giây. Mỗi lần bật ra, nó dồn không khí phía trước lại một chút; mỗi lần võng vào, nó để lại một vùng không khí loãng hơn. Những lớp dồn và loãng ấy nối nhau lan ra mọi phía, gọi là sóng âm.

Không khí không chạy từ cái trống đến tai bạn. Mỗi phân tử khí chỉ dịch qua dịch lại tại chỗ, đẩy phân tử bên cạnh, giống như một hàng người đứng nối nhau, người đầu bị đẩy thì cú đẩy truyền tới người cuối, dù không ai rời chỗ của mình. Ở nhiệt độ phòng khoảng 20°C, sóng âm đi trong không khí khoảng 343 mét mỗi giây. Vì thế khi xem pháo hoa ở xa, bạn thấy chùm sáng trước rồi mới nghe tiếng nổ.

Số lần rung trong một giây gọi là tần số, đo bằng héc (Hz). Tai người khoẻ thường nghe được khoảng từ 20 Hz đến 20.000 Hz; càng lớn tuổi, ngưỡng nghe âm cao càng giảm. Rung nhanh cho tiếng cao (bổng), rung chậm cho tiếng thấp (trầm).

Trống bỏi và quán tính của hai hạt

Nếu buộc hai hạt vào trống mà cầm yên, chúng chỉ treo lủng lẳng. Bí mật nằm ở chuyển động xoay qua lại:

1. Bạn vê cán sang phải. Thân trống quay theo ngay, nhưng hai hạt thì chưa: theo quán tính, chúng có xu hướng đứng yên tại chỗ.
2. Dây kéo hai hạt chạy theo, rồi văng vòng quanh thân trống.
3. Đúng lúc ấy bạn đảo chiều vê sang trái. Mặt trống quay ngược lại, gặp hạt đang lao tới. Một hạt đập vào mặt trước, hạt kia đập vào mặt sau.

Vê đúng nhịp thì tiếng đều và vang. Vê lệch nhịp thì hạt đập hụt hoặc quấn vào cán. Dây dài hay ngắn, hạt nặng hay nhẹ đều làm nhịp vê thay đổi. Đây là chuyện của con lắc: hạt treo trên dây có nhịp đung đưa riêng, và tay bạn phải vê theo đúng nhịp ấy.

Điều gì quyết định tiếng trống cao hay trầm

Yếu tố	Thay đổi	Tiếng nghe ra	Ví dụ đời thường
Độ căng mặt trống hoặc dây	Căng hơn	Cao hơn	Vặn khoá dây đàn ghi-ta cho căng thì tiếng lên cao
Kích thước mặt trống	To hơn	Trầm hơn	Trống cái ở đình làng trầm, trống con trong dàn chèo đanh và cao
Độ dày, nặng của mặt	Dày, nặng hơn	Trầm hơn	Mặt da trâu dày cho tiếng trầm hơn mặt giấy bồi
Thể tích hộp cộng hưởng	Lớn hơn	Vang và trầm hơn	Hố trống đất sâu, rộng cho tiếng thình thình trầm

Thợ làm trống da ở các làng nghề phơi, căng, đóng đinh mặt da từng chút một và gõ thử liên tục cho đến khi tiếng "đạt". Trời nồm ẩm, da hút nước chùng ra, tiếng trống trầm và đục hơn ngày hanh khô. Người đánh trống lâu năm nghe là biết.

Hộp cộng hưởng: vì sao cần cái hố

Một sợi dây căng giữa hai cọc, gảy vào chỉ kêu rất nhỏ. Lý do là sợi dây quá mảnh, nó lướt qua không khí mà gần như không đẩy được bao nhiêu khí. Muốn to tiếng, phải truyền rung động của dây sang một mặt rộng để đẩy được nhiều không khí hơn. Đó là việc của tấm mo cau đậy trên hố.

Còn cái hố là một khoang cộng hưởng. Không khí trong hố có một tần số rung "ưa thích" riêng, tuỳ hố to hay nhỏ, sâu hay nông. Khi rung động từ mặt che trùng với tần số ấy, không khí trong hố rung theo rất mạnh, và tiếng trống được khuếch đại. Thân đàn ghi-ta, bầu đàn bầu, tang trống gỗ, hộp đàn tranh đều làm chung một nhiệm vụ như cái hố trống đất.

Ông cha ta đã khéo dùng ngay mặt đất làm hộp đàn. Không cần gỗ quý, không cần da trâu, chỉ cần một khoảnh đất, một tấm mo cau và một sợi dây.

Thử làm: trống bỏi cốc giấy và trống đất trong hộp

Trống bỏi cốc giấy

• Hai cốc giấy giống nhau, một đôi đũa hoặc que kem dài, băng dính, giấy can hoặc giấy bóng kính, dây len, hai hạt cườm to (hoặc hai cúc áo).

1. Cắt bỏ đáy hai cốc, cắt ngắn mỗi cốc còn khoảng 3 cm thành hai vòng tròn. Ghép hai vòng sát nhau thành tang trống.
2. Căng giấy bóng kính lên hai mặt, dán băng dính quanh mép thật chặt, càng căng càng giòn tiếng.
3. Kẹp đũa vào giữa hai vòng làm cán, dán chắc.
4. Buộc hai sợi len dài chừng 6 cm ở hai bên tang, mỗi đầu dây buộc một hạt cườm. Dây dài vừa đủ để hạt chạm tới tâm mặt trống.
5. Vê cán giữa hai lòng bàn tay. Thử đổi dây dài hơn, ngắn hơn, đổi hạt nặng hơn và nghe khác biệt.

Hạt cườm nhỏ không để gần em bé dưới ba tuổi vì có thể nuốt phải. Không vê trống sát mặt bạn khác.

Trống đất trong hộp

1. Lấy một hộp bánh bằng bìa hoặc hộp sắt rỗng, mở nắp, căng một sợi dây chun to ngang qua miệng hộp, buộc chặt hai đầu vào hai bên hộp.
2. Gảy dây chun khi chưa có gì khác: tiếng nhỏ, đục.
3. Đặt một mảnh bìa mỏng che hờ một nửa miệng hộp, dùng một que tăm hoặc nắp bút chống giữa dây chun và mảnh bìa.
4. Gảy lại. Tiếng to và tròn hơn hẳn. Bạn vừa làm một chiếc trống đất thu nhỏ.

Nhìn thấy rung động

Căng màng bọc thực phẩm thật phẳng lên miệng một chiếc bát, rải vài hạt gạo lên trên. Gõ mạnh một cái nồi gần đó hoặc hát to một nốt trầm sát bát. Những hạt gạo nhảy lên: màng bọc đang rung theo sóng âm đi tới.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao trống bỏi kêu khi xoay?

Khi xoay cán, thân trống quay theo ngay nhưng hai hạt buộc dây bị quán tính giữ lại, rồi văng vòng theo. Lúc đổi chiều xoay, mặt trống gặp hạt đang lao tới và bị gõ. Mặt trống rung và phát ra tiếng.

Trống đất là gì?

Trống đất là loại trống dân gian dùng một cái hố đào dưới đất làm hộp cộng hưởng. Miệng hố đậy tấm mo cau hoặc vỏ cây, một sợi dây căng ngang và nối xuống tấm che bằng que nhỏ. Gảy dây thì tấm che rung và hố khuếch đại tiếng. Trống đất gắn với lối hát trống quân.

Âm thanh truyền đi nhanh bao nhiêu?

Trong không khí ở khoảng 20°C, âm thanh đi khoảng 343 mét mỗi giây. Trong nước và chất rắn, âm thanh đi nhanh hơn nhiều. Ánh sáng nhanh hơn âm thanh rất nhiều, nên ta thấy chớp trước khi nghe sấm.

Vì sao căng mặt trống thì tiếng cao hơn?

Mặt trống căng hơn thì bật lại nhanh hơn sau mỗi lần võng xuống, nên rung nhiều lần hơn mỗi giây. Tần số rung cao hơn cho tiếng cao hơn. Mặt chùng ra thì rung chậm và tiếng trầm, đục.

Hộp cộng hưởng có tác dụng gì?

Hộp cộng hưởng là khoang khí, như thân đàn ghi-ta hay cái hố của trống đất, rung mạnh lên khi gặp đúng tần số hợp với nó. Nhờ vậy tiếng nhỏ của dây đàn hay mặt trống được khuếch đại to và tròn hơn.