גל עומד בבית הכנסת: הפיזיקה של השופר
איך מפיקים צליל מהשופר? כיצד האורך והצורה שלו משפיעים על הצליל הבוקע ממנו? והאם ניתן ממש לנגן בשופר כמו בכלי נשיפה אחרים?
שופר הוא אחד מכלי הנגינה העתיקים בעולם ושימושים מגוונים שלו מוזכרים כבר בתנ"ך. לפי המתואר בספר יהושע (פרק ו) כאשר יהושע בן נון וצבאו עמדו בפני כיבוש העיר יריחו, הם נעזרו בתקיעות שופר כדי למוטט באופן נסי את חומות העיר. שימוש מעט יותר קונבנציונלי מתואר בספר שופטים (פרק ז), כאשר גדעון ו-300 לוחמיו תקעו בשופרות לתוך כדי חרס ריקים כדי להבהיל את אנשי מדין בהם נלחמו. כיום, השימוש הנפוץ ביותר בשופר הוא תקיעות השופר שמושמעות בבית הכנסת: עיקרן בשני ימי החג של ראש השנה, אך מוכרת גם ה"תקיעה הגדולה" לקראת סופו של יום הכיפורים.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון :
לוקחת את הזמן: הבנייה האיטית של היבשת הדרומית
מדוע יש אנשים שחסינים לאלצהיימר?
הכול על מדע באפליקציה של מכון דוידסון - להורדה באייפון ובאנדרואיד
תקיעה בשופר אינה פעולה פשוטה. אנשים רבים שינסו להפיק צליל משופר ייכשלו לחלוטין, וגם המנוסים ביותר עלולים להתחיל "לזייף" לאחר שתקעו בשופר לאורך זמן בבית הכנסת בראש השנה. מהו אם כן הסוד של התקיעה בשופר? איך ניתן להפיק ממנו צליל, ,ומה קובע את גובה הצליל שלו? המפתח לשאלות אלו, ורבות אחרות, נעוץ בפיזיקה של השופר.
איך מכינים שופר?
השופר הנפוץ ביותר מגיע מקרן של איִל (הכוונה כאן לכבש ממין זכר ולא לאַיָּל) החלק הרחב של הקרן מחובר לראש האיל בעזרת עצם שנקראת זכרות, והוא בעצם "מתלבש" עליה. לאחר מות האיל, מסירים מהזכרות את הקרן. מה שמתקבל הוא קרן שהחלק הרחב שלה חלול, אך החלק הצר מלא. כדי שניתן יהיה להפיק צליל משופר, יצרני שופרות מיישרים חלק מהקרן בעזרת חימום, מחליקים אותה מבחוץ וקודחים חור ופיה בחלקה הצר. החור הזה הוא המאפשר להפיק צליל מהשופר, באופן המזכיר חצוצרה, טרומבון או דידג'רידו.
בנוסף לשופר האיל הנפוץ יותר, מוכר גם שופר ארוך ומסולסל המצוי בשימוש בעיקר אצל יוצאי תימן. שופר זה אינו מגיע מאיל אלא מאנטילופה בשם "קודו גמלוני" (Tragelaphus strepsiceros), הנפוצה באזורים מסוימים באפריקה.
גלים גלים, עומדים עומדים
מכיוון ששופר הוא בעצם סוג של כלי נשיפה, כדי להבין את הפיזיקה של השופר צריך להבין מהי הפיזיקה שעומדת בבסיסם של כלי נשיפה וכלי נגינה באופן כללי. נתחיל את ההסבר בעזרת גיטרה. כאשר פורטים על מיתר של גיטרה, המיתר מתנודד על פני תיבת התהודה ומשמיע צליל התלוי בין היתר באורך המיתר: ככל שהמיתר יותר קצר כך הצליל יותר גבוה. לכן, כאשר מקצרים את המיתר על ידי לחיצה עם האצבע על גשר הגיטרה מתקבל צליל גבוה יותר. כאשר המיתר מתנודד, הוא בעצם יוצר מה שמכונה "גל עומד", כלומר גל שאינו מתקדם לשום מקום מכיוון שהוא חסום משני צידיו.
במקרה של הגיטרה אורך הגל הוא אורך המיתר. ככל שהמיתר, או הגל, ארוך יותר, כך לוקח לו יותר זמן להשלים מחזור נדנוד. התדר, שנמדד בדרך כלל ביחידות של הרץ (Hz), מתאר כמה מחזורי נדנוד הגל משלים בשניה. גל ארוך משלים פחות מחזורים בשניה, התדר שלו נמוך יותר, והוא נשמע לנו כטון נמוך יותר.
בדומה לגיטרה, גם כאשר מנגנים בכלי נשיפה יוצרים גל עומד. אלא, שבמקום שמיתר ייצור את הגל, יוצרים גל בעזרת הרטטה של האוויר שבתוך כלי הנשיפה. יש כלי נשיפה שבהם מרטיטים את האוויר בעזרת עלה המונח על פיית הכלי כמו בסקסופון וקלרינט, ויש כלי נשיפה שבהם מרטיטים את האוויר בעזרת השפתיים כמו חצוצרה, טרומבון וגם שופר.
האורך כן קובע
הצליל שניתן להפיק מכלי נשיפה תלוי בראש ובראשונה באורך הכלי. בדומה למיתר הגיטרה, ככל שה"צינור" של כלי הנשיפה יותר ארוך, כך אורך הגל העומד שנוצר בתוכו גדל, התדר יורד, ומתקבל צליל יותר נמוך. לכן, כאשר נגן חלילית או קלרינט סוגרים בעזרת האצבעות חורים על פני הכלי, הם בעצם מאריכים את הצינור וכך יוצרים צלילים בעלי תדרים נמוכים יותר.
אולם, בשונה מכלי נגינה אחרים, האורך של שופר הוא קבוע. לכן, משופר מסויים ניתן להפיק בעיקר תדר אחד (הידוע גם כ"תדר התהודה"), שתלוי באורך השופר: ככל שהשופר יותר ארוך כך הצליל שיופק ממנו יהיה יותר נמוך. זו בדיוק הסיבה לכך שהשופר התימני הארוך והמסולסל בדרך כלל יפיק צלילים יותר נמוכים מאשר שופר קצר. זו גם הסיבה לכך שלא קל להפיק צליל משופר: כדי להצליח בכך צריך להרטיט את האוויר בעזרת השפתיים כך שייצור גל בדיוק בתדר התהודה של השופר המסויים בו מנסים לתקוע.
מכופף השופרות
בנוסף לאורך השופר, גם רמת הכיפוף משפיעה על הצליל שניתן להפיק ממנו. כפי שתיארנו בתחילת הכתבה, יצרני שופרות בדרך כלל מיישרים את הכיפוף הטבעי של השופר בחלקו הצר במהלך הייצור. רמת הכיפוף המדויקת שונה בין שופר לשופר, ולכן גם הצליל שלו שונה. אצל חלק מיוצאי תימן מקובל לתקוע בשופר קצר שלא עבר יישור (בשונה משופר הקודו הארוך).
אם נשווה שופר תימני קצר לשופר באותו אורך שעבר יישור (כנהוג אצל רוב קהילות האשכנזים) בדרך כלל השופר התימני הכפוף יותר ישמיע צליל נמוך יותר. אך לא תמיד:, באופן כללי השפעת הכיפוף של כלי נשיפה על הצליל מורכבת יותר, ובתנאים מסוימים יכולה גם להוביל ליצירת צליל יותר גבוה.
פשוט מבריק
שופרות רבים עוברים הברקה, ולעתים אף ניתן למצוא שופרות מקושטים בעיטורי כסף. מנגד, יש קהילות המקפידות לתקוע בשופר שלא עבר הברקה חיצונית. אולם, למרות שההברקה משפיעה על הנראות של השופר, אין לה השפעה ישירה על הצליל שניתן להפיק ממנו. יתר על כן, גם בכלי נשיפה אחרים, חוקרים מצאו שהחומר ממנו עשוי הכלי לא משפיע באופן ישיר על הצלילו.
עם זאת, לחומר יכולה להיות השפעה עקיפה על איכות הצליל: למשל, יצרן שמייצר חליל מזהב ישקיע הרבה יותר בהכנת הכלי מאשר אם החליל היה ממתכת זולה יותר, ולכן המבנה של הכלי יהיה יותר מדוייק וכך איכות הצליל תשתפר. לחילופין, לחומר ממנו עשוי הכלי עשויה להיות השפעה על מצב הרוח של הנגן, מה שיכול להשפיע על איכות הנגינה.
והיה כנגן המנגן
למרות שמשופר מסויים ניתן להפיק בעיקר צליל אחד (כלומר תדר אחד) שתלוי באורך הכלי ובצורתו, נגן מיומן יכול לשלוט בתדר הרטטת האוויר בעזרת השפתיים, ולהפיק מאותו שופר צליל או שניים נוספים. איך זה קורה? אם נחזור לרגע למיתר הגיטרה, הרי שניתן ליצור ממיתר גל עומד באורך מלא, אך ניתן גם לאחוז את המיתר במרכזו וכך ניתן לקבל גל שהאורך שלו הוא חצי מאורך המיתר המקורי, והתדר שלו גבוה פי שניים. באופן דומה, ניתן להרטיט את האוויר שבתוך השופר בתדר התהודה של השופר, אך ניתן גם להרטיט את האוויר שבשופר בתדר כפול וכך לקבל צליל נוסף.
באופן מפתיע, למרות מגבלותיו, ניתן להשתמש בשופר לא רק בתור כלי לעורר את הלבבות בראש השנה ויום הכיפורים, אלא ממש ככלי נגינה. עמית סופר, מוזיקאי המתמחה בנגינה בחצוצרה ובשופר, הסביר בשיחה עם דווידסון אונליין איך אפשר לנגן בעזרת שופר: "קודם כל, צריך להבין איך אני בכלל מייצר צליל משופר, הרי מדובר בקרן של איל שבמקרה הטוב אפשר להפיק ממנה שני צלילים. הבסיס להכל הוא קודם כל שתהיה לשופר פיה גדולה. כמו בחצוצרה, גם בשופר אני צריך פיה גדולה כדי שיהיה לי נח בשפתיים.
ברגע שיש לי פיה נוחה ומתאימה, אני יכול בעזרת משחק עם השפתיים להפיק שני צלילים בסיסיים. מה שמאפשר לי לקבל ספקטרום יותר רחב של צלילים הוא משחק עם יד שמאל על פתח היציאה של האוויר מהשופר. המשחק הזה עם יד שמאל נותן לי מה שאני מכנה ׳אפקט הטרומבון׳. בדומה לנגן טרומבון, שמאריך ומקצר את הכלי כדי לקבל צלילים שונים, אני משחק עם האצבעות ומרחיק את היד מהשופר וכך אני יוצר ספקטרום רחב של צלילים".
כאשר סופר "משחק עם האצבעות", הוא בעצם משנה את הצורה של פתח יציאת האוויר מהשופר. לדבר יש השפעה דומה לזו של צורת הפעמון שבפתח יציאת האוויר של החצוצרה, שגורמת לכך שצלילים נמוכים, בעלי אורך גל ארוך, ייישמעו גבוהים יותר.
באופן מעניין, סופר טוען כי הוא לא יכול לנגן עם רוב השופרות הקיימים כיום בשוק מכיוון שהפיה שלהם צרה מדי עבורו. השופר האידיאלי עבורו הוא הוא שופר מרוקאי קצר בעל פיה רחבה. מסיבות הסטוריות, הקשורות לכך שיהודי ספרד נהגו להחביא שופרות בבגדיהם בזמן האינקוויזיציה, שופר מרוקאי גם שטוח יותר מהשופר האשכנזי. הצורה השטוחה מאפשרת לסופר להפיק מהשופר צלילים נקיים יותר, תכונה חשובה כאשר מבקשים להשיג שליטה גבוהה בצלילים של כלי נגינה. בעזרת הטכניקות האלו סופר מנגן בין היתר כמה שירי חנוכה, ואת השירים "אבינו מלכנו" "ירושלים של זהב" ו"מי האיש החפץ חיים".
תקיעות, שברים ותרועות - בצליל אחד
כדי לתקוע בשופר בראש השנה אין צורך להפיק ממנו יותר מצליל אחד בלבד. מה שכן משתנה הוא הקיטועים של אותו צליל. שלושה סוגים של "קולות" משמיעים בראש השנה: 1. תקיעה- צליל ארוך ורצוף 2. שברים- תקיעה מקוטעת לשלוש 3. תרועה- תקיעה מקוטעת לתשע. כך, בעזרת קיטועים שונים של הצליל היוצא מהשופר, מפיקים מהשופר קולות שאמורים לעורר את הלבבות עם פתיחתה של השנה החדשה.
שנה טובה!
לביא ביגמן, דוקטורנט במכון ויצמן וכתב באתר מכון דוידסון
לפנייה לכתב/ת 
