乐器的声学构成

乐器的声学构成
乐器声学所关注的问题，主要是从声学角度探讨各种乐器的发声机理，并对其音响性能改善进行研究。
从声学角度看，世界上任何完备的乐器都包括以下四个部分：
1、振动体，即产生振动的物体，如弦乐器的琴弦、木管乐器的簧片、空气漩流（指边棱音乐器）、作用于铜管乐器的人的嘴唇，等等。
2、激励体，即能够激发振动的物体，如弦乐器的弓、钢琴的琴棰，吹奏者和歌唱者胸腔中的气流等。
3、共鸣体，即扩散振动体振动能量的物体，如弦乐器的琴箱、管风琴的共鸣管、歌唱都的胸腔、口腔等等。 有些乐器的共鸣体同时还具耦合作用，即对发声体的音高起调节作用，如一些木管乐器的管，木琴和钟琴的共鸣管等。
4、调控装置，即对乐器的音响和演奏性能加以控制的装置，如钢琴的击键和止音装置、管乐器的按键、手风琴的风箱等。
乐器的声学构成是否完备决定着乐器的发音性能，一般而言，声学构成完备，发音性能越好。振动体和激励体是所有乐器发声的必要条件，即使再简单的乐器也不可缺少这两个结构，否则根本无法发声，当然也就不能成为乐器。
需要注意的一点是，乐器的声学构成与乐器的形状大小无关，有的乐器形状看似复杂，体积也很庞大，但其声学构成却很简单。譬如像云锣、编钟，等等，只有振动体和激励体。而最简单的乐器方式---吹口哨。倒是既有激励体---我们胸腔中的气流，振动体---在嘴唇边缘产生的空气漩流，还有共鸣体----我们的口腔，和调控装置----口腔周围的肌肉和舌头。
大多数情况下，乐器的基础音高取决于振动体的尺寸和钢性或张力。例如，琴弦的长短、粗细和张力，钟、磬的体积和钢性，对乐器的发音高度具有决定性的影响。这主要发生在管器上，例如，改变气流的强度能够使气漩的振动频率发生变化，从而带动管乐器内空气的长度发生变化。我们吹一根竹管，轻轻地吹是一种音高，使劲吹又是一种音高，就是这个道理。
乐器的音色一般取决于激励体的材料和激励方式，以及共鸣体的构造。以小提琴为例，作为激励体的琴弓弓毛，是以马尾制成。假如换另外一种材料，譬如棉线来摩擦琴弦，音色马上会发生变化。假如换一种激励方式，譬如以跳弓替代长弓，音色也会改变。假如将小得琴的共鸣稍作改动，声音也会发生变化。
乐器的调控装置对乐器的音高、音色、音强和音长都会带来变化，这一点钢琴上体现得最为典型：调整钢琴和弦柱可以改变音高；调整琴棰位置和毛毡硬度可以改变音色；弱音踏板可以改变音强；延音踏板可以改变音长。由此而言，对于一件声学构成完备的乐器而言，上述四个部份中的任何一个部分发生变化，都会直接影响乐器的音响性能。

资料来源《音的历程》作者：韩宝强

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