解读箫的发声原理

　　1、先了解一下边棱音：

　　当一股气流以一定速度射向一个带有尖锐边缘的管子入口时，气流就会被分为两股，形成上下两个分离的气体涡漩，涡漩之间产生空吸，导致相互碰撞。如果气流不断，涡漩之间的碰撞也就会持续下去，涡漩碰撞发出的声音就称为边棱音。边棱音的作用在我们生活中屡见不鲜，例如体育老师的哨子，普通人吹口哨，笛子和箫的发声以及人的歌唱，都与边棱音发生紧密的联系。

　　边棱音的频率变化，关键取决于气流以边棱喷射角度。在边棱音产生的许可范围内（要根据边棱角的情况而定），角度越大，频率越高。这是因为射流的角度越大，边棱音处涡漩的碰撞次数就越多。频率就越高。

　　在一定条件下，流速越快，对边棱音施加的力越大，振幅越大。流速加快会引起超吹现象（即抑制了基频，突出了某一泛音）。如果流压过强，使管内气压大于气压力，就会失去边棱音效应而导致哑音。

　　在音色特点上，单纯的边棱音是一种很弱的、嘶嘶的声音，本身发出的声响很小，而且含有较多的高频噪声，只有通过共鸣腔体的的耦和，声音才会变大，音色变得圆润。我们平时很难听到纯粹的边棱音，是由于边棱音总是同空气柱（或腔）的振动耦和在一起。所以很难单独测定边棱音的音质特性。譬如，当们吹响一根管子，这时产生的声音已经是边棱音和管内空气柱混合发出的声音，边棱音已淹没在其中。

　　研究边棱音振动与空气柱振动耦合的过程是很有意思的，边棱音激发起共鸣管空气柱的振动，空气柱反过来使边棱音离开自己的固有频率，而以空气柱本身的基音或泛音来发声。只是在边棱音与空气柱频率相差无几时，才会使空气柱振动频率升高或隆低，这就是边棱音乐器的耦和过程。在耦和之前，边棱音比气柱音高1-10倍，在耦和过程中，空气柱不仅将边棱音频率拉低，而且掩盖和削弱了边棱音中不谐和的泛音，使音色富有美感。

　　所有边棱音管乐器（不包括腔体类），其共鸣管均属开管类，属于八度超吹乐器，也就是说，在不改变按孔位置的情况下，只要改变射角的流速就可以抑制基音而奏出高八度的泛音。除了运用八度超吹奏法获得第一泛音外，还可用改变仰角轻吹的办法获得第二泛音（即上方八度加纯五度）。第二泛音通称为人工泛音，这种泛音音量很小，但音色纯净，接近纯音。

　　2、箫的发音：

　　箫发音的激发方法是用气柱，把气吹到吹口的棱上时产生边棱音，当气流速度由零逐渐增加时，开始只有边棱音，强度很低，频率随着风速增加，当频率接近箫管的基频时，箫管就把控制接过去，频率变成箫管的基频，强度也立刻增大很多，此时所激发的音即每个孔的第一八度（筒音做5时，即低音567和中音1234这几个音——半音先不管）。风速继续增加时，频率不变，强度增加，边棱音完全听不到，风速再增，边棱音的频率接近箫管的第二谐音时，频率就突然跳到二倍频率，音调提高一个倍频程，即会激发每个孔的第二八度（当筒音做5时，即中音567和高音1234）。如此继续下去，可逐渐激发基音的三倍频程、四倍频程、五倍频程等（以筒音为例，筒音做5时，可激发低音5、中音5、高音2、高音5、高音7、倍高音2，限于水平，俺只能吹出六个音，更高的音，要么吹不出来，要么音高偏离过大）。激发箫管的声音时，气流速度必须在一定范围内，风门离吹口的棱也要有一定距离，激发才有效。管的频率和声速成正比，而声速和绝对温度平方根成正比，所以管的频率随温度升高而升高。因人的原因，吹一段时间以后，由于热气的影响，频率要提高一些。

　　气流通过由双唇控制的风门后，气流会略微展开，形成一束呈扇形逐渐展宽的气流，当这束气流吹至吹孔的发音棱部分时会受阻，流动的方向随即出现衍射（旧称绕射）现象，在边棱处形成两列分离的涡漩，由于气流受阻，其各质点的流速也发生了变化，并产生了压强差，流速大的压强小，流速小的压强大，压强大的质点又向压强小的质点位移，在气压的作用下，两个涡漩出现了相互吸引、交叠、碰撞的脉动空吸现象，并引发了边棱振动，产生了边棱音。在边棱音的激发下，箫管内的空气柱产生了耦合共振，形成驻波，经自由空气的传播，使人的听觉神经产生了声音的音响概念。产生边棱音的外动力是气流，气流的流速对箫的发音起着至关重要的作用，它直接影响频率的高低变化。……在边棱音的振动中，气流流量的大小，对音量和音色有直接的影响。在气流稳定流动（流速不变的前提下），气流的流量越大，振动越充分，振幅越大（特别是高谐频序号的分音振幅增强），音量就越大，音色也会较为明亮，当然，耗气量也会相对增大。如果气流的流量过大，噪音和气流声也会随之加大，因耗气量加大，发音不易持久。气流的流量小，振动就不全面，泛音列就不完整（特别是高次泛音减少），振幅小，音量就小，虽然比较省气，但音色较为纤细，无光泽，气流流量的大小是由双唇所控制的风门大小制约的，风门的大小是由双唇外围的口轮匝肌的运动来控制的。风门大，流量大，风门小，流量小。气流要作用于吹孔的发音棱部分才能引起边棱音振动。其振幅的大小、音色变化，除气流流量的保障作用外，气流抵发音棱的准确力点也是至关重要的因素。外力作用于一物体的接触点叫力点，在乐器声学中叫做激发位置。物体振动时，振幅具有最大值的部位称为波峰（正向振动方式）、波谷（反向振动方式），它们都是波的腹，统称波腹；振幅处于平衡位置的部位称为波节。如果激发位置是在波腹处，在其位置的分音成分的振幅将被加强；如果激发位置在波节处，在其位置的分音成分将被削弱或消除。由于激发位置不仅仅是一个点，而是一个较窄的面积范围，如果激发位置不准确或有所偏离，虽有时也能激发部分分音振动，但振动极不充分，振幅也小，更影响音量、音色。……气流流向发音棱的角度，对边棱音振动以及频率高低、音色、音量都将起到决定性作用。……在产生边棱音的偏角内，角度大就会产生突出基频，抵制高次泛音的振动，使其音色浑暗、沉闷、气流声和杂音加大，频率较低。偏角的角度小，就会产生抵制基频而突出高次泛音的振动，同时，因大量气流的消耗和偏离在吹孔外，减少了有效的气流流量和激发振动的气流质点的数目，从而减弱了边棱音的振幅而使音色虚弱、单薄、气流声和杂音增大，发音频率也较高。