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洞箫的发音原理、泛音与共鸣

佚名  网络 

了解洞箫的发声原理,我们首先要了解什么叫边棱音?

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边棱时,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。

在气流角度不变的情况下,气流流速越快,边棱音的振幅也会变大。当流速持续加快到一定程度之后,边棱音中的基音就会被抑制,凸显出泛音,持续加快的话,在出现几个泛音之后,反而没有声音了。

单纯的边棱音,十分微弱,而且里面有许多频率很高的声音夹杂其中,像是一种嘶嘶的噪音,甚至听不见。但是就是这种边棱音通过一个共鸣腔体中的空气柱振动耦合,声音就会变大,并且音色变的圆润。

以上就说明我们洞箫的发声原理,是我们吹的气流,通过箫的吹口,形成边棱音,然后通过箫管内空气柱振动耦合,从而发出我们听到的箫声。
 

泛音

箫友们都晓得,我们吹箫的气流加快会出现比原先高一八度的声音。我们拿G调箫的筒音5来说,我们缓缓吹的时候,我们听到的低音5,加急一些气流,会变成中音5,再加急就变成了高音2,再加急就变成了高音5。这是什么原因呢?

为了更好的理解,我们先来说一下弦乐器的发声,在音乐声学和音乐理论研究中,大家都知道,任意一个物体振动发声的时候, 都不可能只产生一个频率的声波,我想即使是音叉敲击发声,都不是单纯的。比如我们的弦乐器,当一根弦发生振动的时候,会产生一个基波,这个声音被我们称为基音。而这根弦在振动的时候,弦的二分之一、三分之一、四分之 一、五分之一、六分之一等部分也同时振动产生声波,其频率恰恰是整根弦振动产生的基音的 2 倍、3 倍、4 倍、5 倍、6 倍……但振幅却很小的,一般不易被听出,叫倍音(也被叫做第 2、3、4、5、6……泛音),通过乐器的共鸣腔体放大之后,被我听到主要是基音,当然也有倍频的泛音,只是基音比较凸显而已。

 

我们吹箫的同时,形成边棱音的同时,箫管内的空气柱也同时在振动,当边棱声的频率与空气柱的振动频率接近的时候, 发生了耦合效应,声波被突然放大了,我们耳朵听到的就是这个声音。在我们没有更快的加速气束的时候,我们听到的声音主要是基音。那么这时候的泛音又是怎么回事呢?我想道理是一样的,发出的边棱声也会有相对基音的二倍三倍四倍等等频率的声波,而箫管内的空气柱 振动也不是单一的,箫管的一半、三分之一、四分之一、五分之一段等都同时在振动。这些频率的声波和空气柱振动都发生了耦合,只是基音的振幅最大, 所以耦合后,我们听到的声音主要是基音。

边棱音在气流加快到一个临界点的时候就发生了变化,主要的音波不再是基音,而是二倍音。那么经过与箫管内的空气柱振动耦合之后, 我们听到的箫声就是二倍音。这就是为什么我们全按暖吹是低音 5,超吹就是中音 5 了。进而高音2,高音5就是同样的道理。

共鸣

上面我们讲述了洞箫发声原理以及泛音的形成,那么下面我们来说说共鸣,这个词语在箫友中是个明星词语,每个人都在说共鸣。有的人误把声音的振幅大,也就是音量大就做共鸣大,搞出一个大共鸣的概念,其实共鸣用大字本身就是错误的。共鸣不存在大小。
 

上面我们说了,洞箫发声的时候,不单单是一个频率的声音,进而通过箫管这个共鸣腔体里面空气柱耦合放大之后呢,也不会是单一的频率的声音。比如我们吹洞箫的筒音的时候,基音就是低音5,但是同时也会有许多其他频率的声音。箫管腔体空气柱的振动也不是单一的,这样耦合之后,声音也不是单一的频率,除了我们的基音(声音的基波)之外,还有其他频率的声音,这些其他频率中,倍频更加显著一些。

那么共鸣是什么呢?箫声中除了基音之外,同时有其他倍频泛音的声音,同时发出不同的泛音越多,我们就说共鸣越是丰富。但是也请大家注意,不代表共鸣越是丰富,箫声就越好听。如果声音里面高倍频的泛音过大,声音就会变得刺耳,就像我们总觉着洞箫的高音没有低音好听的道理差不多。
 

由上可知,洞箫的共鸣是否丰富,是由箫管的腔体和气流通过吹口情况决定的,简单来说,就是你的箫声共鸣是否丰富,是由你的口风以及洞箫箫管内部空间形态决定的。例如,你拿两管箫,其中一管箫,无论你如何改变口风、加压,共鸣也有所改变,但改变不是很大,注意是有变化,但不大。而另外一管箫,通过改变口风、加压,共鸣变化就很大。有点绕哈,但是你记得,口风和箫管对共鸣影响是一样大,但是声音是通过箫管空气柱振动耦合放大的,所以你感觉好像是箫管对共鸣影响更大一些。

 

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