乐器的发音原理.doc

乐器的发音原理 3.1　能量来源 　 　　演奏乐器靠的不光是良好的音乐素养、熟练的技术和灵敏的反应，还需要充沛的体力。就这个意义而言，乐器可以分为两种类型——肢体乐器和气息乐器。乐队的名称通常代表了这两大类乐器，例如“管弦乐队”和“吹打乐队”(我国民间乐队的形式)，“管”和“吹”代表气息乐器，“弦”和“打”代表肢体乐器。 　　对于肢体乐器而言，臂力、腕力和手指力量是发音的基础，手的力量必须靠技能的训练来提高。气息乐器也一样，肺活量是基础，练习气息乐器除了提高音乐素养外，还起到锻炼身体的作用。 　　电声乐既不属于肢体乐器，也不属于气息乐器，它具有极其丰富的音色，遗憾的是它的音色不是由演奏者获得的，无法体现演奏者的水平 3.2　振源 　 　　振源的振动必须依靠外来的动力，这种动力有两大来源： 　　(1) 机械力：这是肢体乐器的能量来源，依靠机械力振动的振源有琴弦、鼓皮和音板，它们发出的频率完全由振源本身的材料性质和形状决定。机械力在振源上的作用可以是连续的，例如弓弦乐器是以弓对琴弦的摩擦力作为能量来源的；也可以是瞬时的，例如钢琴琴弦的动力只取决于琴锤敲击琴弦的瞬间。 　　(2) 气流：这是气息乐器的能量来源，依靠气流振动的振源有人的声带、哨片(有簧类木管乐器)、气簧(依靠孔穴周围的空气振动，无簧类木管乐器)、唇簧(嘴唇的振动，铜管乐器)和金属簧(口琴和手风琴)，它们发出的频率一般不太固定。关于簧片的具体分类，将在管乐器的特性这一章中介绍。 　 　　振源本身都具有固定的发音频率，称为固有频率，但是这种频率会受到外界的影响，特别是动力和共鸣腔的影响，例如琴弦在遭受重击时，频率会略高于它的固有频率，哨片的频率则完全可以受气流左右。频率的浮动程度从小到大依次为：琴弦、鼓皮、音板(木制和金属制的)、金属簧片、声带、哨片、气簧和唇簧。 　　琴弦是最典型的振源，它的材质对音色是有影响的。早期弦乐器的琴弦以羊肠线为主，羊肠弦发音清脆明亮，但融合性很差。十九世纪后，由于冶金工业的发展以及管弦乐队的成型，琴弦逐渐用金属丝代替，因为金属丝比较便宜，而且发音厚实，融合性好。现代的琴弦通常有两种类型，最细的(最高音的琴弦，即小提琴的E弦，中提琴和大提琴的G弦)用钢丝，三根较粗的用缠有钢丝的铜丝(称为缠线)。在钢琴和竖琴中，琴弦也用金属制成，高音弦用钢丝，低音弦用铜丝。当然，有些乐器也使用尼龙丝，例如古典吉他，以模仿羊肠线的音色。 　　哨片是另一种典型的振源，它的好坏直接影响了管乐器的音质。哨片一般用芦苇茎上的薄膜制成，除了材质以外，哨片的削剪也很重要，特别是用在双簧管上的哨片 3.3　共鸣腔 　 　　乐器的共鸣腔形状各异，但它们都有共同的性质： 　　(1) 它们必须由坚硬的弹性材料制成，这是为了让声波在共鸣腔内得到充分反射。例如弦乐器和木管乐器的共鸣腔用红木类的硬质木材(如紫檀木、花梨木等)，差一点的可以用胶木(业余型的单簧管)或复合板(业余型的吉他)，长笛用的是纯银、白铜或镍合金，萨克斯管和铜管乐器用的是黄铜。 　　(2) 它们必须具有一定的体积，体积越大则音量越大，例如小提琴和大提琴发出同样的音高，大提琴的音量一般比小提琴大。钢琴的共鸣腔也称为琴胆，立式钢琴的琴胆尺寸受钢琴高度和厚度的限制，而三角钢琴的琴胆则可以做得更大，这就是为什么三角钢琴音色比立式钢琴好的原因。 　　(3) 它们必须具有一定的长度。根据物理原理，某一频率的声音若要在共鸣腔里产生共振，它的波长不能超过共鸣腔长度的4倍。例如，小提琴琴箱的长度为0.34米，那么引起共振的声音波长不得超过1.36米，这一波长声音的频率为250Hz (假设声速为每秒340米)，这样G弦上b(246.9Hz)以下音的第一谐音几乎是听不到的(但是高频谐音可以听到)，所以声音感觉很“空”，同样的音高在大提琴上感觉就很厚实。 　　现在再来看它们各自的形状。为什么有的乐器共鸣腔是圆的，有的是扁的，有的是长的？这和乐器的发音原理有关。前面(第一章)曾提到，共鸣腔有特定的共振频率，在这个共振频率上，声音将得到最大的共振效果，然而在别的频率上，特别是靠近共振频率的频率上，共振效果也是有的。形状很长的共鸣腔，共振频率非常明显，在频谱上呈现出很尖的共振峰，而圆的和扁的共鸣腔，共振频率不是很明显，共振峰很圆滑。下面将要介绍，为什么管乐器要使用长的共鸣腔，而弦乐器和定音鼓要使用扁的或圆的共鸣腔 .4　振源和共鸣腔的相互作用 　 　　振源和共鸣腔是乐器的主要部分，它们扮演的角色在各种乐器中是不一样的，弦乐器(也包括弹拨乐器)和管乐器有着本质的区别：弦乐器的音高(发音频率)由振源决定，音质则取决于共鸣腔，管乐器正好相反(当然这不是非常绝对的)。 　　弦乐器的振源是频率固定的振源，它的固有频率只由琴弦