关于乐器声源的机理

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所属分类:声学基础

任何能发出声音的器具和乐器都可分为两个部分,即振动和共鸣。对于乐器而言,按振动方式的不同,可分为弦乐器、管乐器和打击乐器等。乐器产生振动后衰减又分为强衰减和弱衰减,变化是错综复杂的,但总的趋势是衰减,应该说这是声源的第一特征。衰减与频率有直接关系。振动体在相当宽的频率范围内引起振动,称为强衰减;振动体在某一窄频段中形成振动峰并很快在与此频率无关的前后频段中衰减下来,称为弱衰减。

乐器发声体和共鸣体均具有强、弱衰减特性。如果发声体是强衰减,共鸣体就是弱衰减,反之亦然。发声体为强衰减的由共鸣体决定音调;发声体为弱衰减的由自身结构条件决定音调。比如管乐器发声体为强衰减,振动了所有频段,那么音调就由共鸣体决定,弦乐器的发声体是弱衰减,仅在某一个频段引起振动,那么音调由发声体本身的弦长来决定。

任何声源的振动过程从时间上来考察可分为始振、稳态和衰减三个阶段。始振阶段对于听觉最重要,人耳通过对始振的分析可以判定是何种乐器发出的声音。始振是指由静止到振动;当然稳态可以是一段很长的时间;衰减是由振动到静止的变化过程。颤音实际上是振幅或频率的变化。

关于乐器声源的机理

音乐动态等级

对乐器的衰减,人耳很难察觉,需要进行测量,但对泛音的衰减,人耳会出现“暗”的感觉,这是高频泛音明显减弱造成的。在衰减中,高频泛音变化大,低频泛音变化小。“和声效应”指的是将不同音量、不同音色的声音合成为一个特定音色,而不突出某一个声音的具有整体的、和谐的合唱声。

音乐动态表明强、弱声音差异,下限用ppp表示,上限用fff表示。音乐演奏中的大动态范围可达66~70dB,为了进行声传输,也要把动态压缩到40dB左右。上图是音乐动态等级。

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