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发信人: andante (Lyre), 信区: ClassicMusic 标题: 浅谈铜管乐器原理日期: Mon Sep 23 19:16:19 1996 浅谈铜管乐器音阶间的关系所谓铜管乐器(即平常我们所称的号, 包括小号,长号,圆号,大号, 次中音号和小低音号等等用铜制作的使用号嘴发声的吹奏乐器), 其实就是一根空的铜管, 只不过管的直径是不等的, 由号嘴到喇叭口, 按照一定的规律逐渐变大. 号嘴是声源, 在号管内形成空气的驻波, 将声音放大, 由号口发送到空间去. 要了解铜管乐器音阶变化的原理, 就要首先了解这样一个物理原理: 一个音的高低取决于它的频率, 频率越高, 声音越高; 声音的大小取决于它的振幅. 并且还要认识到, 相差八度的两个音其频率正好相差一倍. . . . : 例如 1 和 1 音的频率就是二倍关系( 1 是 1 的二倍), 1 和 1 也是二倍关系. 还有一点, 即波长和频率是反比关系, 两者乘积等于该温度,压力下空气中的声音传播速度(一般来说是固定值, 即 340 米/秒). 铜管内空气的振动情况与这样一个物理模型相似: 一端是波源,令一端自由的绳子(想必大家在大学物理课本中都学到过), 波源振动时即可形成驻波. 当且仅当号管长度是所形成驻波的波长的整数倍时, 乐器才能发出稳定频率的音. 让我们先看看铜管的基本泛音. 在第一把位(长号伸缩管不拉出, 其他按键号不按任何一个键), 对乐器而言其管长是一定的, 若吹奏者控制其嘴唇使发声所形成的驻波波长恰好等于管长, 这时乐器所发出的音被称为乐器的基音, 由于这个音很低, 只有长号能吹出来，所以一般来说用的很少. 调整嘴唇发声力度, 使管长恰好充满两个驻波波长, 这时所发的音频率是基音的两倍, 音高则是比基音高八度. 这个音就是乐器的第二泛音(小号中称为 1 , 长号中称为 b7, 圆号中称为 4 ). 再收紧嘴唇, 使管长充满三个驻波波长, ' ' 这时形成的音的频率是第二泛音的一点五倍, 称为乐器的第三泛音, 是第二泛音的上方五度音( 小号中的 5, 长号中的 4, 圆号中的 1 ). 依此类推, 管长是波长四倍时, 音频是第二泛音的二倍, 音高恰好比第二泛音高八度(小号 . 中的 1 , 长号中的 b7 , 圆号中的 4 ). 下面是一个简表: 管长是波长的 | 泛音级别 | 相对频率 | 对应的音 | 备注倍数 | |(第二泛音为1)| 小号 | 长号 | 圆号 | -------------+----------+-------------+--------------------+------- 一 | 基音 | 0.5 | 1 | b7 | 4 | 很少用 | | | ' | : | : |(仅长号) -------------+----------+-------------+--------------------+------- 二 | 二 | 1 | 1 | b7 | 4 | | | | | ' | ' | -------------+----------+-------------+--------------------+------- 三 | 三 | 1.5 | 5 | 4 | 1 | -------------+----------+-------------+--------------------+------- | | | . | | | 四 | 四 | 2 | 1 | b7 | 4 | -------------+----------+-------------+--------------------+------- | | | . | . | | 五 | 五 | 2.5 | 3 | 2 | 6 | -------------+----------+-------------+--------------------+------- | | | . | . | . | 六 | 六 | 3 | 5 | 4 | 1 | -------------+----------+-------------+--------------------+------- | | | | . | | 七 | 七 | 3.5 | 不用 | b6 | 不用 | 此音不准, | | | | | | 仅长号用 -------------+----------+-------------+--------------------+------- | | | : | . | . | 八 | 八 | 4 | 1 | b7 | 4 | -------------+----------+-------------+--------------------+------- 七级以上的泛音用的也很少 (圆号例外). 在泛音的基础上, 我们再使用各种方法将管子变长, 则也能相应地降低音的高度, 但此时管中所容纳的波长数是一定的, 只不过由于管子的变长而拉长了管中驻波的波长, 导致音频的降低. 长号拉长管子的方法是将外滑管向外拉 ( 所以有人称长号为 "拉管"), 除此之外,其他管乐器的拉长管子的方法都是通过按键活塞打开一段附加管使号管拉长, 它们都至少有三个活塞, 各带一段附加管. 第一键按下将泛音降低两个半音, 第二键按下降低一个半音,第三键按下降低三个半音. 三个键组合可产生比泛音降 1-6 个半音的音. 以长号为例, 可以直观的看出在每一个泛音的基础上各个音的关系. 假定长号的基本管长为 l, 在第四泛音 b7 的基础上下拉五个把位( 比泛音低五个半音, 这里是长号的第六把位, 相当于小号第一, 三键按下的情况),这里得到的音为 4, 与第三泛音相同. 此音频率是 b7 的 3/4, 则波长是 b7 的 4/3, . 也就是说, 现在的管长比原来长了三分之一. 同样, 比第五泛音 2 低八度的音 2, 是在长号的第四把位 (相当于小号,圆号的一,二键按下)并第三泛音4 下 . 获得的. 2 的频率为第二泛音 b7 的 1.25 倍, 而 4 为第二泛音的1.5倍, 所以 ' . 2 的波长为 4 的 6/5 倍. 如果在的四把位吹第六泛音 4, 其产生的音频率应 . 为该泛音的 5/6, 即第二泛音的 3*5/6=2.5 倍, 恰好等于第五泛音的 2 高度. 依此类推, 在每一个泛音的基础之上, 通过不同的方法拉长管子, 即可得到比每个泛音低1-6个半音的音, 而不同泛音基础之上的这些音的顺接便可得到全部的半音阶,有些音还会重叠. 以长号为例: 1把位 2把位 3把位 4把位 5把位 6把位 7把位第二泛音: b7 6 b6 5 b5 4 3 ' ' ' ' ' ' ' 第三泛音: 4 3 b3 2 b2 1 7 ' 第四泛音: b7 6 b6 5 b5 4 3 . . . 第五泛音: 2 b2 1 7 b7 6 b6 . . . . . . 第六泛音: 4 3 b3 2 b2 1 7 (下略) 本质上讲, 铜管乐器的构造是以纯律为原理的, 而现在世界上的乐队都是以十二平均律对音及演奏的, 纯律与十二平均律有所差别, 所以作为铜管乐器的演奏者, 在熟悉把位及指法的同时, 必须还要有良好的音高区分能力, 以便在乐队中实时地调节嘴唇的紧张程度 (长号可以小范围地调节把位的位置), 以达到与乐队的和谐.

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