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箫——气鸣边棱音乐器

 中关村夫 2015-12-06
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箫——气鸣边棱音乐器
逸家小知识分享
现代分类法把世界上所有乐器归纳为五大类:体鸣乐器、膜鸣乐器、气鸣乐器、弦鸣乐器和电鸣乐器。箫即属于气鸣乐器一类。

气鸣乐器发声都以空气为激振动力;其中多数乐器以空气为原振动媒质──空气柱。气鸣乐器起源久远,早在原始时期,即已出现一些能变音高的借气流发声的简单乐器。发展至今,种类、形制繁多。按发声原理,有边棱音(吹口哨)和簧管(声带、咽喉)这两种器管。箫便属于边棱音系统。

在中国气鸣乐器各族系中,边棱音系统的气鸣乐器占有相当大的比例。



边棱音:

气流冲击窄缝遇到正对着的棱边时所发出的声音,是吹奏乐极富特征的音。气流在压力下沿着固定的方向从一个小孔喷出,其形呈锥形,并发出声。此刻若有一棱角体尖劈形物体且其尖劈方向位于喷气出口前方,气流沿尖劈两面运动并发出频率很高的轻微哨声。这就是我们常称的边棱音现象。
中国的气鸣边棱音乐器,一般均是以口腔压力产生气流能量,并以两种方法产生压力流束:
一、以紧绷的上下嘴唇制造气流喷出小孔;

二、在乐器的管端制造气流引道和喷出小孔。

第一种情况,在横吹的笛,竖吹的箫,罐状的埙吹奏中,均由上、下嘴唇制造气流喷出小孔与乐器上的吹孔形成边棱音系统;第二种情况均是“人造吹嘴'的哨类乐器。

口腔呼出的压力气流经嘴唇小孔或“人造吹嘴”哨孔喷出后,即遇笛、箫、埙的吹孔边梭或哨孔边棱而产生边棱涡流的周期性振动,同时激励乐器空气柱振动而产生相应的乐音。在这些振动中,不同的谐波组合形成不同乐器的音色。吹口管边棱气鸣乐器有横吹的笛类乐器,竖吹的箫类乐器,容器形(罐状)的埙类乐器。这三类乐器在演奏形态上各具特色,但有一个共同点,均是以人的口腔,嘴唇制造压力气流束,乐器的吹孔(即吹口)接受气流束并以吹口的锐状边沿制造边棱音。

边棱音发声原理:

当气流以一定的角度冲撞在吹孔对面的锐棱上,即被分隔为两股交替分裂的旋涡,沿着边棱滑动和周期性地散开,形成空气层脉动,这个声源带称为边棱音。脉动的空气层犹如“空气簧”,激励管内空气柱振动,同时也受空气柱振动的影响。在相互影响中,呈现一种“谁强、谁弱、谁制约谁”的现象。在此,空气柱振动强于柔软的“空气簧”,以致前者在较大程度上对后者起调制作用,将其频率强加于后者。这类乐器的声音,实际由这两个声源混成,而我们所听到的,主要是管出口端辐射的声音,其音高源自空气柱振动。边棱音频率常比空气柱高1~10倍,但在密切的耦合中有被拉低的倾向。这里,“超吹”有赖于边棱音的升高,即当气流增强,使边棱音频率接近管的第一或第二泛音时,能量即集中到该泛音上,由此产生“超吹”效应。在这类乐器上,吹孔的形状和大小、吹奏者改变唇口形状、射流粗细、唇与孔的距离及角度等,均会使边棱激励和空气柱振动的耦合发生变化,从而影响音色、音量或音高。这些特性常被用于吹奏技巧上,以产生种种效果。




基本构造对乐器音色、音量、音高的重要作用:

共鸣体
①管形。有圆柱形(笛、箫、单簧管、小号、长号等)、抹顶圆锥形(双簧管、唢呐、萨克斯管、短号、圆号等)、倒圆锥形(如上粗下细的竖笛管)和罐形(埙)。实际上许多乐器是由不同管形组成的。如小号大部分为圆柱形,而两端呈圆锥形部分约占全长1/4~1/3;长笛笛头一节的中段,一般又略粗于两端。圆柱管音色较壮丽嘹亮;圆锥管音色较柔和圆润。前者产生平面波,具有闭管性质,如单簧管;后者为球面波,具开管性质,如双簧管。

②开管与闭管。两端均开放的为开管,如笛、箫等;仅一端开放的为闭管,如单簧管等。被围于管内的空气柱受激振动,与弦振动相似,均为驻波,所不同的是弦为横波,空气柱为纵波。管中驻波是一薄层空气往复依次推动一层层空气分子的“运动”的传播(非物质的传播)。声音并非直接来自驻波运动,而是一层层空气分子往复运动形成周期性的空气疏密,在管的开放端形成周期性压力差,耦合自由空气成为声源。开管两端的空气密度变化最大,振动剧烈,形成波腹;中间密度不变,处于静止状态,形成波节。因此,开管基音的波长为管长的1倍(L=2AB);闭管的开放端为波腹,封闭的空气不振动,形成波节,故其基音波长为管长的3倍(L=4AB)。波长与频率成反比。故相同长度开管的基音比闭管的高八度。

③全管乐器与半管乐器。前者膛径与管长比相对较粗,能产生全管长度空气柱振动,可发全管基音(筒音),也称有基音乐器,如多数木管乐器和大号等粗径铜管乐器;后者管径相对较细,只能产生半管以上空气柱振动而发高八度以上的超吹泛音,也称无基音乐器,如小号、长号、圆号等(运用现代吹奏技巧也能在小号等乐器上吹出基音)。

④膛径。因膛径不同,音色有差别。膛细高次谐音较强,膛粗低次谐音显发。如同为圆锥管及调号、音域均同的上低音号和尤风宁号,差别仅在于后者管膛略粗,音色较前者宽厚柔润,尤其低音较好。

⑤变换音高。一支无任何变音高装置的管乐器,除发基音外,利用吹气和嘴唇控制,可“超吹”出基音以上一系列泛音,这些音称“自然音”。超吹法普遍用于古今各种管乐器上,并结合变音高装置用于现代管乐器上。




喇叭口

号类和多数簧管乐器管体末端的喇叭口,其形状和大小不同对音色、音量有明显影响。如较大的喇叭口适于音色柔和的圆号;较小的适于音色明亮的小号;英国管的球形口有助于发出带有鼻音的、适于表现田园风光的音色。

材料

古今制作管乐器的材种繁多,如石、土、陶、肢骨、兽角、象牙、海螺、皮革、树皮、竹、木、芦苇、芦竹、金、银、铜等金属以及多种塑料。现代木管乐器主要用木、铜、银合金、硬橡胶和其他塑料;铜管乐器用铜,部分零件用玻璃纤维等。材料与质地对乐器音质有一定影响。如铜制的木管乐器萨克斯管兼有铜管乐器色彩;铜喇叭口的中国唢呐比其他木质喇叭口的唢呐发音响亮。不同材料若壁厚适宜,发音无明显差异。如硬质木管和金属管的长笛之间,音质并无显著差别。材质软,或虽硬而壁过薄,均会导致管体本身振动增强而波及空气柱谐音,管壁的吸收和阻尼也过大,致使音色以至音准、音量变坏。过厚音质也呆板。管内壁不光洁或潮湿,空气运动与内壁之间粘滞摩擦增大,也影响音准和音质。


摘自《百度百科》

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