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角度类论文写作参考范文 和从振动和声学的角度古筝的制作相关硕士学位论文范文

主题:角度论文写作 时间:2024-02-15

从振动和声学的角度古筝的制作,该文是关于角度论文范文例文与古筝和角度研究古筝和声学相关论文范文例文.

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文/周 力 邓小伟 余征跃

摘 要:古筝的制作是一项相当复杂且细致的工艺,在经过上千年的演变和传承之后积累了丰富的经验,而这些制作经验又很难在短时间内被理解与掌握.为此,尝试从振动与声学的角度去分析与总结古筝的制作,对于古筝制琴师更好地了解古筝制作的关键环节以及理解掌握制琴经验有着重要的启发作用.

关键词:古筝 制作 经验 振动与声学 关键环节

决定一台古筝声音品质的好坏在于选材与制作[1],其中选材是基础,而制作则是其中最为重要的部分.制作一台好的古筝不仅需要经验丰富的制琴师,还需要他们能够深入地了解古筝的特点以及决定古筝声音品质的关键制作环节.目前而言,对于古筝制作中关键环节的把握都是由经验丰富的制琴师们通过长时间的经验积累总结的,虽然这些经验可以不断传承给后人,但很多时候又很难被理解与掌握.而想要真正让这些经验被理解与掌握,就需要在总结经验的同时尝试从科学的角度去分析和理解它[2].

从自然科学的角度而言,古筝的声音品质即为古筝在演奏过程中发出的乐音的品质,而决定乐音品质的就是古筝的振动与声学特性.为此,尝试从振动与声学的角度去分析与总结古筝的制作,对于古筝制琴师们更好地了解古筝制作的关键环节以及理解掌握制琴经验有着重要的启发作用.

一、古筝的基本构造及振动声学系统

古筝诞生至今,在前人们不断的研究摸索下,其结构形式以及材料应用不断地发生着改变.直到20世纪中期,为了扩大音域以及声音品质,才最终确定了目前最常见的21弦古筝.古筝的组成零件大概有100多个,主结构约为1610mm~1635mm长.其中主要的构件有面板、底板、琴弦、琴码、侧板、琴首、琴尾、弦枕、音孔、隔板等,如图1所示[3].

古筝目前的结构形式是经过两千多年的发展,由先人们不断地摸索改进而来,除了形态美观,其在结构稳定、声音特性以及演奏需求上都有精巧的设计,体现了中国古代先人们的卓越智慧.然而想要深入理解和掌握这些设计形式和制作技术,需要更加科学客观地去分析理解它,为此这里将从振动声学的角度将古筝描述为一个振动声学系统,更加清晰客观地描述古筝各部件在振动发声中的不同作用和功能,从而方便理解与提炼古筝制作的要领[4、5].

根据乐器的结构,这里将古筝划分为五个系统,如图2所示[6].

(1)振动系统:即产生振动的物体也是决定声音基本属性的物体,如琴弦;

(2)激励系统:即能够激发振动的物体,也就是弹奏者的手指拨动;

(3)传导系统:即将琴弦的振动传递到共鸣箱发出声音的物体,如琴码;

(4)共鸣系统:即能够迅速扩散振动发出乐音的结构体,如琴箱;

(5)调控系统:即对乐器的发声性能加以控制的装置,如调弦装置等.

在以上几个系统中,与古筝声音品质直接相关的主要是振动、传递和共鸣系统,也就是琴弦、琴码和琴箱三个部分.为此,下面将主要从这三个方面在古筝发声中的不同作用谈谈其制作的相关问题.

二、琴弦

从以上对于古筝振动声学系统的划分,可以发现琴弦属于古筝的振动系统,也就是古筝发声的基本源头.之所以用弦作为古筝的振动源,主要是由于弦的振动在振动声学的角度上属于一维简单和谐的振动,这种简单的一维振动不仅存在很好的谐振,同时也方便控制与调节.在弦振动理论中,弦振动的各阶固有频率是成倍数关系的,这也使得弦乐器相较于其他管乐器、敲击乐器等的声音听起来会更加清亮和谐[7].

琴弦振动的频率是直接决定乐音的音高的,所以当从振动声学的角度分析时,我们会发现琴弦的振动频率的决定因素相对较少,也方便我们调节.弦振动频率的方程如下:

其中f是弦振动的固有频率也就是音高,L是琴弦的有效长度也就是琴弦弹拨部分的长度,T是琴弦的张力,ρ是琴弦的线密度也就是琴弦单位长度的质量.

从上面的公式我们可以看出,与音高相关的量只有三个,这也方便我们去控制和调节音高.在制作琴弦的时候,音高越高的琴弦会选择越细的弦,是为了减小线密度,提高音高,同时高音弦的有效长度更短也是为了提高音高,这也正好与弦振动频率的公式相符合.在给古筝调音的时候,通常会通过移动琴码和调节张力来调节音高,当音高偏低的时候会加大张力并移动琴码使弦长变短,从而调高音高,当音高偏高时,会调小张力并调长琴弦来使音高降低.当我们在弹小三度的时候,会通过按弦来增大琴弦的张力,使音高提高到小三度的音.

在琴弦的选材上,古代琴弦一般使用蚕丝制成的弦,不易断但是声音很小.而目前琴弦主要以钢丝弦为主,弦表面还会缠绕尼龙丝或铜丝等.从振动与声学的角度分析,蚕丝弦之所以声音小,主要是由于蚕丝弦的阻尼较大,琴弦振动的能量大部分会由于阻尼较大而衰减,同时蚕丝弦的振动的传递速率也较慢,所以声音相对较小.钢丝弦则由于钢丝材料的阻尼很小且振动传递速率高,所以声音响亮.但是裸钢丝的阻尼太小以至于声音的频带较窄,会使得声音听起来绵延而单调,所以目前的钢丝弦都会缠绕尼龙和铜丝等,一方面增大琴弦的阻尼以增大振动频带,同时也可以调节琴弦的线密度以控制音高.

三、琴码

琴码在古筝的振动声学系统中属于传递系统,也就是起到连接琴弦与琴箱的作用,负责将琴弦的振动传递给琴箱,从而发出乐音.

在琴码的设计上,一般是一弦一码,且琴码采用双码脚与琴弦接触.一弦一码的主要目的是为了保证琴弦与琴弦之间相对独立,避免琴弦振动通过琴码传递到其他琴弦而产生干扰.而双码脚的设计则是一方面为了保证琴码的稳定性,另一方面使得琴码在传递振动时两边码脚存在一定的相位差,这样可以使声音听起来更丰满独特,同时也使得演奏者通过不同角度拨弦的手法产生不同的音色效果,使乐器音色更多变.

在琴码的制作中,一般会选择振动传递速率较高的木材作为琴码的选材,这样可以保证琴码的传递效率和声音品质.在制作中还会选择木材顺纹的方向作为琴码传递的方向,这主要是由于木材在振动传递的特性上,顺纹方向的传递速率较高,而横纹方向的传递速率则相对较低.在琴码制作中还需要保证琴码码脚与琴箱贴合更紧密,一般琴码码脚贴合不好时会使得声音听起来很生硬,严重时甚至会有明显的杂音,这主要是由于琴码码脚贴合不好时,在传递振动的过程中会与琴箱面板发生微小撞击从而产生杂音.

在演奏过程中,快节奏大幅度扫弦时经常会出现跳码的情况,这主要是由于琴码与琴弦之间的坡面角度较小,使得琴弦给琴码向下的力很小,同时琴码与琴箱的贴合不好,这样在演奏中大幅度拨弦时就会出现琴码不稳从而跳码的现象.为此在琴码设计中一般会使低音琴弦的琴码更高,这样琴码与琴弦之间的坡面角度更大,以保证低音琴码向下的力更大,在大幅度拨弦时琴码更稳.

四、古筝琴箱

古筝琴箱是古筝的共鸣系统,是古筝中最主要也是最复杂的结构.它将琴弦振动在经过琴码传递过来后辐射到空气中形成声音,并通过它的结构振动过滤以及共鸣腔体的声音混响,使得它的声音可以区别于其他的乐器,形成自己的特点.

在古筝琴箱的设计中,面板和底板都设计成拱形曲面,这样一方面可以保证古筝箱体的结构稳定性和美观性,同时也使得面板有一定的压紧力,提高面板的振动传递速率,从而使声音不会有松垮的感觉,听起来更亮更脆.在古筝的琴箱内部分布有三个隔板,一方面是起到面板与底板的连接作用,可以使面板的振动快速传递到底板,扩大共鸣面积,提高声音的响度,另一方面也是连接面板的横纹方向,提高振动在横纹方向的传递速率,使面板充分振动发声.在古筝的底板上开有三个出音孔,出音孔主要目的是让古筝琴箱内的空气能够形成声音共鸣混响,并将混响后的声音通过出音孔扩散出来,使声音听起来更浑厚响亮,而之所以设置三个出音孔,主要是由于箱体较长需要多个出音孔才能达到完全扩散混响效果.

在古筝的制作中,一般会选择泡桐作为面板材料,主要是由于泡桐纹理较顺直且密度低,易于振动的传导和声音的扩散,并且能够很好地支撑琴码且不易出现开裂翘曲等问题[8].

同时为了保证古筝的声音品质,木材通常需要晾干或者烘干处理,这是为了降低木材的含水量从而提升声音传导特性.在选择加工面板木材时,有经验的师傅通常会先利用手指敲击板材听音来分辨木材的声音特性,并通过局部刨木或者进一步烘干来使板材声音特性达到要求.其中的原理主要是手指敲击板材时可以激发板材的声音特性发声,通过人耳听音分辨板材的声音是偏厚暗沉还是干脆清亮,偏厚则说明板材太厚或者较湿,干脆清亮则说明板材满足要求.在面板制作中一般是古筝长度方向为顺纹方向,这样可以提高振动在面板长度方向的传递,使整个琴箱充分共鸣.

在古筝演奏中,一般使用一段时间后的古筝声音会变得更加稳定柔和,主要是由于新的古筝其结构内部的应力分布比较集中且不稳定,使得声音会比较硬且不稳定.而经过一段时间的使用后,古筝的结构趋于稳定,内部应力的分布也逐渐均匀稳定下来,这时声音也就变得稳定柔和了.

五、结语

本文尝试了从振动与声学的角度分析古筝的制作.首先介绍了关于古筝结构的整个振动声学系统,并分析了其中对于古筝发声最重要的三个部分,分别是琴弦(振动系统)、琴码(传导系统)和琴箱(共鸣系统).然后针对这三个最重要的部分,从振动与声学的角度分析与总结了在琴弦、琴码和琴箱制作过程中的设计、选材、制作以及演奏的关键环节和问题.M

此文总结:这篇文章为关于经典角度专业范文可作为古筝和角度研究古筝和声学方面的大学硕士与本科毕业论文角度论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.

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