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的乐器。
低音鼓和小军鼓这样的鼓是没有音调的,但定音鼓有音调。
大多数有音调的乐器都是通过敲击或拨弄弦、线、板或其他固体来发声,也有一些通过肺部或风箱提供能量使空气柱振动来发声。
在这些情况下,乐器由共振加上泛音(在有铃铛的时候还有底音,也称为次谐波)来提供所需的声音。
这使得制作乐器看似挺简单,但实际上有三个难点。
第一点,像金属板这样的物体不仅在两倍于其长度的波长上共振,在两倍于其宽度和厚度的波长上也共振,它旋转时还会发出其他声音。
对弦乐器演奏者来说,第二点非常有用。
当一个物体,比如说120厘米长的弦被击打(或弹奏、运弓),它的运动模式不仅取决于它的长度,还取决于击打的位置点。
因为击弦点只能是一个波腹,而弦的末端只能是节点,所以如果弦在距离端点40厘米的地方被击打,它就会形成一个节点与反节点距离为40厘米的基频,因此波长会达到160厘米。
此外,还会有一种节点与反节点距离为80厘米的声音。
当弦的振动变成它的固有振动模式时,这些成分会迅速消失,这种振动模式的中心有一个腹点,因此会产生240厘米波长的音调。
主观上的影响是,近中点拨弦发出的声音更柔和,近端点拨弦发出的声音更刺耳。
风笛和管乐器的工作方式与此类似。
在一个开放的管中,最常见的是有一个可以自由运动的开口端和不能自由运动的封闭端(封闭端不可能有自由运动)。
12厘米长的管会有一个基本节点在0厘米处,第一波腹在12厘米(由于终端修正会多出一点点),因此波长约48厘米。
但是,就像在弦乐器中的情况一样,这还没完。
虽然基频是由管的长度来定义的,但是其他的共振会根据管道的宽度来产生。
这些与基本音及其泛音的混合产生了不同的音色,在更宽的管子里,较低谐波中有更多的能量,音色更圆润,而更薄的管子音色则更明亮(或更尖锐,每个人的感觉不同,因而描述也会不同)。
乐器制造商最后要考虑的是,一根位于两点之间的弦只会发出非常小的声音,因为它非常薄的横截面只会影响到周围很小体积的空气。
为了把弦变成乐器,必须使更大体积的空气运动。
在电吉他中,这是通过使用金属弦的振动在拾音器(用细线缠绕的磁铁)中产生小电流来实现的。
在原声吉他和其他弦乐器中,顶部木质共鸣板受弦影响而振动,它的面积更大,比弦本身能够移动的空气更多。
此外,在低频段,这些乐器的空心体充当亥姆霍兹谐振器。
非电子的乐器没有能量输入。
相反,它们将琴弓、拨片或气流所提供的能量转化为一种声学形式。
在某些情况下,当乐器的主体将频率移到4千赫左右时会听起来更响,尽管由于摩擦损失,声音功率实际上减少了一点。
这种响度的增加源于我们听觉系统的结构,我们将在第4章中看到。
[1] 原文note统一译为音符。
但实际原意更接近单音,和其让人产生的听觉感受。
[2] tempo是意大利语“乐曲速度”
的意思。
[3] 指在五声音阶CDEGA中间添加F和B这两音构成七声调式,其中B就是那个导音。
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