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前言：在本校2011版力学专业培养方案中，申请开设了《力学史与方法论》的课程。期末要求学生提交一份与力学相关的课程论文，其中有不少我认为比较优秀的作业，推荐在“力学酒吧”，恳请大家批评指正！ 本文作者：张恒建（工程力学专业20141803班同学） 弦乐器是乐器大家庭中最重要、也是最复杂的一个分支，在古典音乐乃至现代音乐中，几乎所有抒情旋律都是由弦乐器来演奏的。 在我国古代有两样传统弦乐器：古琴和古筝。相传古琴为伏羲所作，起初只有五弦，内合五行，金、木、水、火、土；外合五音，宫、商、角、徵、羽。后来文王囚于羑里，思念其子伯邑考，加弦一根，是为文弦；武王伐纣，加弦一根，是为武弦。合称文武七弦琴。 从结构上看（如下图），古琴整体形状依凤凰身形而制，有头、颈、肩、腰、尾、足。古琴的最大的特点是有七弦十三徵。其中，十三徵对应于一年十二月加闰月，最中间的七徵即为闰月，古人将十二音对应于十二月，是琴弦音的标志。 古琴结构图：来源于网络 古琴声音独特，一般人听琴乐能感到古琴的安静悠远。“静”是古琴琴音的最大特点，既指抚琴环境之静，也指抚琴人心境之静。 我国古代的另一弦乐器古筝，相传盛行于战国时期“秦”地，因此，也称秦筝。汉晋时有十二弦、隋十三、元十四、明十五、清末十六弦，新中国成立后，又陆续研制出十八弦，二十一弦，二十五弦，近年来，二十一弦筝脱颖而出成为主流。 古筝结构图：来源于网络 与古琴相比，古筝多了“筝码”，有多个作用，其一支撑琴弦，其二可用以转调，其三它还是传递琴弦振动的“媒介”。在力学上，弦乐器中的弦所起的作用是激励作用，主要的发声装置是琴箱，与力学对应起来就是，琴的系统是琴箱，琴弦振动相当于对琴箱系统的振动激励，然后琴箱系统发生振动，我们所听到的音乐就是系统响应一种外在表现。 因此，我们听到声音的质量，实际上是由琴箱质量决定的。所有弦乐器的发生原理都是这样，琴弦激励引起琴箱振动，琴箱也被称为共鸣箱，起放大作用。琴弦的振动是非常典型的简谐振动，下图是将摄像头放置在一把吉他琴箱内拍摄到的画面。在拨动琴弦时，通过手指的按压来改变琴弦的长短以及张力的大小，就可以改变琴弦的振动频率，而不同的振动频率就让我们听到了不同的音阶。 |
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