מה התהליך הפיסקלי המתרחש בעת נגינה?  השאלה הזו עניינה אותי מזה זמן רב, ולא מצאתי תשובה שסיפקה אותי. ניסיתי לחקור אותה יותר לעומק במסגרת עבודתי במוזיאון המדע בירושלים. במוזיאון עיצבתי בעזרתו של אילן גרין חליל פאן עבור ארועי פסח, החליל היה מצינוריות פלסטיק והילדים בנו חליל פאן במהלך ביקורם במוזיאון, בארוע נבנו כמה אלפי חלילים!

אז לכבוד הארוע חיפשתי הסבר לתופעה, הסבר כמו שאני אוהב - פשוט ומובן אבל מדויק לשאלה - מהו מנגון הפעולה של הפקת צליל בחליל

 

הדבר שידוע מראש הוא שכדי להתחיל להפיק צליל אנחנו צריכים מקור רטט, או תנודה. בגיטרה מקור הרטט נראה לעין,
המיתר רועד! והמיתר הוא באמת מקור הרטט והצליל בגיטרה. המיתרים בגיטרה רוטטים בתדירויות שונות ומפיקים צלילים שונים, המיתר העבה ביותר רוטט בתדירות של כ80 מחזורים בשנייה (להלן הרץ), והדק ביותרב 330 הרץ.

מה מקור הרטט בחליל? מה מתחיל את הרעד של האוויר בצינור הזה?

אוקיי, אז די ברור שהצליל מתחיל בחור הנשיפה, שם הנגן נושף לתוך החליל בזוית מסויימת, ולפעמים גם עושה פרצופים מעניינים.

כמו כן, ידוע כי האויר בתוך החליל רוטט, אך חסרה חוליה כלשהיא בהסבר, חוליה שתסביר מה גורם לאויר בחור הנשיפה לרטוט פנימה והחוצה, במקום פשוט להיכנס לחליל מחור הנשיפה ולצאת בקצה השני.

 

הנה התמונה המלאה כפי שסיפרתי אותה היום לרועה צאן בדואי שפגשתי בנחל באר שבע

 

כאשר אני נושף בחליל, נוצר גל לחץ המתקדם בצינור. גל הלחץ הזה מגיע לקצה הצינור (או לחור הפתוח הראשון בדרכו) ובאופן מפתיע חלק משמעותי מן הגל מוחזר פנימה - כאשר גל הלחץ מגיע לקצה הפתוח, מעט מן האוויר בחליל נדחף אל מחוץ לחליל.

חלק מהאויר נדחף החוצה, כלומר כעת יש בצינור תת לחץ, בתגובה אויר מבחוץ נשאב פנימה ושולח גל לחץ לעבר הפיה. כאשר גל הלחץ מגיע לפיה הוא מסיט מעט את זרם האוויר של הנגן, וכך רוב האויר שהנגן נושף יוצא החוצה.

שוב יש תת לחץ בחליל וכעת זרם האויר של הנגן מוסט פנימה לתוך החליל, וכעת יוצא גל לחץ אל עבר הקצה וכל התהליך חוזר מאות פעמים בשניה. נשיפה פנימה, גל לחץ מתקדם, מוחזר, ומסיט את זרם האויר החוצה מן חור הנשיפה, תת לחץ בפיה וזרם האויר מוסט פנימה (כאן גם עקרון ברנולי בא לעזרתנו) ושוב ושוב ושוב

לכן המפתח בנשיפה, הוא לנשוף על "הפינה" של חור הנשיפה, ככה שזרם האויר מכוון ברובו פנימה אך יכול להיות מוסט בקלות החוצה.

ומסתבר שגם על ההסבר הזה ניתן עוד להוסיף לפלפל ולפרט. חלק חשוב בתהליך הפקת הצליל הוא מה שקורה לזרם אוויר כאשר הוא נפגש בפינה, או כל דבר שיכול לפצל את הזרם לשניים. נסו לקחת דף נייר, ולנשוף זרם אויר דק ככה שהנייר "חותך" את הזרם לשניים

העלו והורידו את הדף. כאשר הדף נמצא ממש במרכז הזרם, נוצר מעין קול שריקה נחמד, קול של רוח

 

כל זאת ועוד בפרק הבא על עקרון ברנולי מערבולות וכח עילוי בכנף המטוס