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小提琴琴体部分声学功能

资讯头条 | 乐度网 2016年4月21日
[摘要] 小提琴琴体部分声学功能

小提琴

小提琴琴弦的振动能量,由弦马传到面板、腔体及腔体内的空间,引起琴体与腔体内空气的振动而辐射声波。其中有弦振动、琴板振动和空气振动等,且各有其固有频率,形成小提琴的频响特性。


面板的声学功能

小提琴面板一般使用云杉木材,按照琴板纵向量取长度。拼合琴板时,把原木上据下的木板的边材放在琴板的中间,使两边纹理对称,面板的厚度2~3 mm,一对秀丽的音孔要锯切在面板的两侧。在靠近琴板边缘的周围开出一条凹槽,然后嵌入饰线,饰线通常由一条白色和两条染成黑色的木片组成。

小提琴面板是中间耸凸四周倾斜的,中间拱形板抗压能力较强,且面板背面右边有低音梁俯坠,左边有音柱顶着。由于琴板的制作符合结构力学原理,薄而轻的面板,在音柱的支持下,能长久地经受约12kgf的压力,小提琴面板截面厚度不一,富有弹性。在面板中段最厚、最窄区域上的F形音孔,能使琴腔体内的空气自由出入而加强振动,所以小提琴发音强而音质好。


音孔的声学功能

F形音孔不仅是为了美观,更重要的是使面板更具弹性和易于振动,琴板中两个凹腰之间的区城是面板拱顶部分,也是面板最厚的部分,该部分面板的背面右边粘有低音梁,左边有音往顶住,所以最具刚性不易振动。在这一区域两边开出音孔起到:
  (1)适当切断板面的纵长年轮,保留整块面板一定的强度;
  (2)改变了该区面板不易振动状况;
  (3)音孔的V形缺口,标志着弦马立足的位置;
  (4)使腔体内空气能从音孔自由出入,当琴弦振动时,音孔内外空气振荡,紧接着琴腔内的空气交替疏密振动,这些对发音起到十分重要的作用。

音孔的大小和形状不同,音色也相应地有变化,这是因为音孔的尺寸决定着琴身空气腔的固有频率。


低音梁的声学功能

低音梁采用云杉或东北松木制作,两端略翘起,被强制粘合于面板背面,又在低音弦的弦马脚之下,故而称为低音梁。低音梁的作用是:
  (1)增加面板右边抗压强度及右音孔周围面板的刚性;
  (2)使弦马右脚传来振动时,面板更有弹性地振动;
  (3)让琴弦的振动通过弦马和低音梁传到整个面板和琴体。


音柱的声学功能

音柱它依靠一定的摩擦力夹在面、背板之间。音柱位置、松紧程度和材质等都能引起小提琴声音的重大变化,因此法国人把它称为小提琴的灵魂。音柱有从面板向背板的传振作用,也有支持面板对弦马的抗压作用,更重要的作用是使弦马左脚基本不动,让右脚更强烈地振动。音柱的直径约5.5~6mm,一般设立在弦马左脚向琴体下端约5~6mm处的面板下面。其位置的改变,可在一定限度内调节高低音不均衡现象。


背板的声学功能

背板一般使用枫木木材,它可以是独块板或者用两块木块拼合。背板厚度的变化是从中间约厚5.5~6mm逐渐过渡到边缘约厚1.8~2mm。背板形如面板边缘也开凹拍嵌入装饰线。背板是琴腔体不可缺少的组成部分,它与面板、侧板构成琴腔体。背板向上挺,使音柱顶向面板,面板的振动主要由音柱传递给背板。同时,侧板也传振给背板,背板振动的强烈程度显然不如面板,但有其自身的固有预率,而辐射高续声波,琴腔内的空气振动,对背板的振动也起到一定的作用。因此,背板和面板之间的拐合耦合振动,对小提琴的发音十分重要。


弦马的声学功能

小提琴弦马与背板的木材相同,一般使用枫木或色木制作,小提琴琴弦的振动通过弦马传给面板,所以弦马是小提琴上十分重要的配件。弦马的大小、厚薄、形状以及镂空花案与面积,略有变化即可使小提琴音质发生变化。弦马有着对称的形状,但被琴弦压在面板上,弦马的左右振动不对称。这是因为,弦马左脚下有音往顶着,右脚可以强烈振动并带动低音梁迅速向整个面板和琴体传振。同时,弦马右脚也将部分振动能量通过音柱传到背板。


琴体的声学功能

琴弦振动含有宽阔的谐波域,小提琴琴腔具有按弦的振动模式作出反应的功能,由于琴面板背面右边设有低音梁,左边设立音柱,琴板厚度不一致,受力和弹性不均衡,能使振动强化且琴体本身的固有频率不过分突出,有效地辐射琴的所有谐波,使该范围内的一些共振预率分布适当。琴体各部分以及琴腔内的空气,在共振中各有其固有频率。它们在耦合振动中对弦振动的许多谐音系列起到补充、增强、调节的作用,从而形成小提琴的频响特性。

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