从科学的角度看小提琴发音

发贴：admin 时间：2019-10-01 浏览：1508

01泛音

我们都知道频率就代表音高。

而实际上几乎绝大部分的乐器的音高原理都跟泛音有关，什么叫泛音，就是物体收到能量时出了整体震动外局部都会有不同的震动。

一跃两个八度音程，音脆如笛声，细腻得让人有一种不稳定的平衡感。除了发音体整体振动产生的最低的音是基音，以基音为标准，其余1/2、1/3、1/4等各部分也是同时振动。泛音的组合决定了特定的音色，并能使人明确地感到基音的响度。乐器和自然界里所有的音都有泛音。

弦乐器的泛音音域要比实音高很多，例如小提琴在第三把位上，实音a2上的人工泛音是a4，这就已经达到独奏的最高音了。在介绍弦乐器的教科书上，类似的表格都可以找到，只不过这里把小提琴和中提琴列在一起了。

所有的弦乐比如吉他和提琴都是利用泛音来演奏出特有的音色，因为一个音高还包含了许许多多的小音高，而不仅仅是一个单一的频率所以震动波形通常都是比较杂乱的，不像我们数学课上画出来的正弦波那样完美。

02共振

那光讲了泛音其实只是一根弦上的问题，跟小提琴身完全没有关系啊？

那就接下来要讲琴腔的共振。物理定律是只要能量在传播中只要接受到跟自身频率相仿的，以小提琴为例。

小提琴的琴腔对于不同频率的震动共振反应强度都是不同的。

乐器的共振都是经过精密的设计，共振的频率几乎是全覆盖的上图是根据频率秦腔所能作出的音量反应。我们可以很清楚地看到存在一些音高明显的要比其他频率要低一些，似乎非常的无力。

这是一种极具智慧的认为设计，故意削弱了一部分的共振，因为提琴的弦都是五度关系，是比不必要的弦在放松状态也会对很多音产生一些共振，如果再因为这种共振在琴腔的放大下加强的话，那几乎每个音都会有听到提琴的最低音了。

我们可以看到从整体上来说越是靠近低音琴就越偏向于整体震动，下琴板的幅度也就更越大。

应该说越是低音不是共振部位的空间位置就越低，而是越是趋向于琴整体的震动。而且正面的音量也总是要高于背面。

可是我们都知道声音的散播是非常广的，乐器的的体积是那么小，如果仅仅是因为不同部位的声音，应该是判断不出那些位置更高，那些位置更低的，可是这种空间的变化感却又确实存在。

03声音传播

提琴的的两个音孔都在正面，自然而然的，正面也是声音传播的最强的。

据科学家们说好像是因为声波的衍射与干涉原理，以艺术生的智商表示理解得无力，什么粒子波动性之类的，我看过啊，很努力的想要理解啊。可是我的理解如下图。

反正就是有几个孔的话就会朝着一个方向走吧。可是我们仔细观察会发现，一流的演奏家在演奏时会时不时的摆动身体，除了他们演奏的非常投入外，也通过这种摆动有要改变琴声的传播方向，中提琴，大提琴虽然摆动起来不是那么方便，但是一定会有而且非常明显，这对于吹毛求疵的古典音乐家们来说是非常实用的技巧。

习惯于玩电吉他或者电声提琴的音乐家虽然也经常摇头晃脑的很厉害，但是仔细观察乐器的摆动改变是否朝向观众的动作幅度往往非常的小。我相信一定有很多人对小提琴演奏有一些了解的人，看到这里会对我大骂这简直是歪理！！这种摆动是因为适应指法更舒适。

的确指法对于姿势会有一定影响因素，可是我们对比乐曲不同的部分，现场聆听时分析这些动作整个演奏中的作用，好好思考的话应该还是能够明白对于声音的影响的。

一流的提琴家在长音处理时一定会用到“摇晃琴面”技巧，尤其是在音阶的移动中这种摆动特别明显，为什么？

因为在第2段里面提到了，传统的小提琴并不是每个音的音量都是一样的，为了均衡这种变化，让音阶不会因为乐器的特性而变得发力缺乏流线型，提琴家除了力度的掌控外，在较强的音高时会把琴面调整朝上，琴共振较弱的部分就会将琴面朝向观众，长年累月的练习和演出经验让他们下意识的理解了这种摆动控制传播的技巧。

这种摆动最后从结果上听起来好像是声音的方向和位置都在从往上放射的趋势改变为往下方发生了位移。
     
04声音定位

还有人耳辨别的问题，为什么我们能分辨得出声音的方位？比较普遍的一个回答是，根据接收到声音席位的时间和音量差！

定位简单地来理解其实就是人判断声音在空间位置中的能力，我们知道人的耳朵其实是比较灵敏的，它不仅能够判定声源的方向，同时也能够判定声源的远近。之所以我们能够判断声音方位的原因是声音达到每只耳朵的时间稍有不同，人脑正是利用这种差别以及一些其它的信息来构建一个虚拟的三维空间从而对声源进行定位识别的。

人耳在对声源进行定位的时候需要向听觉神经中枢提供判断信息，这个判断定位的信息来自于声源发出的声波传递到人双耳处的时间差异以及声压级差。

来自上下的区别左右耳是怎么判断的呢？两个耳朵只能提供两个点的参数，显然是只限于平面的位置，那又是怎么分别来自上方和下方的声音呢？

正常来说，如果把一个人的头完全定死，蒙上眼睛，这个人是无法分辨出上下的声音的。是的，人的脑袋是可以动的呀，加上记忆和本能的因素，在听音乐时，人脑袋自然而然都会动，哪怕是微微的倾斜，转动，仰俯，不仅仅是听得很投入的关系。

借由这样的动作，让人类的大脑能够和耳朵合作，感觉并分辨出来自整个空间各个位置。

比如我们使用好的声像定位系统能够让我们在聆听交响乐的时候会发现首席小提琴演奏员的声音在前方的位置上，但木管乐器的声部则是在弦乐器的后方，铜管乐器又更远一些在木管乐器的后方，打击乐的演奏声音则是从最后一排中发出来的，同现场聆听差不多。

这其实正是因为声场的作用：演奏厅中的混响已经包围着所有的乐器，聆听室已经隐退由演奏厅代替了！我们听到的声音不再是一个平面上发出的，而是一个立体的空间中发出的声音。