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长号是如何发音的
[2008-07-02]

 

用各种材料制成的中空的圆柱体称为管一切弹性体质在受到外力策动时都能产生振动管中的空气柱也不例外当管中的空气柱受到激发后会产生纵方向上(与管长方向一致)的振动和横向的(与管长垂直)的振动同弦的振动相反因为空气使流动弹性物质所以空气柱振动以纵向振动为主决定了振动的基频和一系列泛音的频率然而横向振动会产生高次泛音正是空气柱振动中不同分量的纵振动和横振动的迭加形成了管乐器的不同音色特点 
    
空气柱振动特点是管子越长、越宽(直径越大)则频率越低反之亦然因此改变管的长度和宽度就可以改变空气柱振动的频率管乐器上所用的空气柱因管的结构不同而分为开管与闭管两种它们的振动特点亦有差别两端开口的管叫开管开管空气柱振动时两端为振动腹在管的1/2处(中段)是基频的节在管的1/43/4处形成第一泛音的节1/65/61/2处形成第二泛音的节…… 
    
开管空气柱的振动波从管的一端出发到达管的另一端又被反射回来当这个反射波回到原处后如果恰和下次振动所引起的波相位完全重合、形成驻波又一起向另一端出发这时振动幅才能得到加强获得最大音量由此可知开管基频的波长等于管长的两倍第一泛音的波长等于管长第二泛音的波长等于2/3管长依次类推一端开口一端闭塞的管叫闭管闭管空气柱振动时其开口端是波腹闭端的空气是不振动的对于空气柱振动来说这里永远使波节
   
对于闭管空气柱来说它的振动波需要往返两次才能使反射波与再次发生的波相重合闭管的振动还有一个特点只能产生基础音上方的第二、四、六、八……偶数泛音而不能产生第一、三、五、七……奇数泛音由此可知对于同一长度的管来说开管的固有频率比闭管的固有频率高一个八度
   
管形共鸣器部分组成在这里出现了一个奇怪的现象在别的振动方式里声源的振动频率对于共鸣体来说带有主导的性质共鸣体只能服从往往抛开自己的固有频率而按声源的空气柱如果没有外力的激发自身不会产生振动因此管乐器实际上都是由振动的声源部分和频率来振动而空气柱振动与其声源振动的关系与此不同当声源振动激发空气柱振动后空气柱振动又反过来对振动源施加影响如果振动源的频率与空气柱的频率不相符振动源的频率将被拉低或拉高直至调整到相符为止这种现象称为耦合耦合是共振现象的一种在乐器中使常常遇到的
   
空气柱振动的声辐射同其他类型振动的声辐射有一个明显的区别例如弦鸣乐器的声辐射主要通过共振箱的面板、背板和侧板以及f孔向四周辐射空气柱振动的声辐射直接与大气相连同时气流方向与波动方向相一致因而使声辐射较集中于管口外端使人感觉有明显的方向性一个管弦乐队在演奏时各种乐器相比之下管乐器、特别是面对听众的铜管乐器音量最大也就是这个道理唇振乐器是以嘴唇振动作为声源以空气柱振动作为共鸣体的乐器也就是我们通常所说的铜管乐器其形制大致可以氛围声源部分(号嘴)、共鸣部分(号管)和调律部分(按键活塞)等唇管乐器是以吹奏的嘴唇振动为发声源吹奏时把号嘴贴在嘴唇上空气通过双唇之间的缝隙射入号嘴此时由于空气的喷射逼使双唇离开正常(平衡)位置产生振动唇振动同簧振动的原理是一样的可以把双唇看作是肌肉制成的双簧唇的振动激起号管内空气柱的振动空气柱的振动频率又反过来调整唇的振动频率进行耦合唇振动和空气柱振动的耦合不是自然完成的还需要吹奏者对嘴唇紧张度进行控制总的来说吹奏低音时嘴唇(包括整个口腔肌肉)要相对松弛随着音的高而逐渐收紧在这方面唇震动和簧振动有明显的区别唇如同可变张度和劲度的簧而普通的簧片则没有这种可能作为振动音源的口唇并非天生就能产生最佳的振动状态要想获得美妙的音色、理想的音准和大幅度的音量变化等技巧一定要经过长时间的刻苦磨练使嘴唇习惯于声振动能自如地同空气柱耦合不需要挤压就能对音高作出修正
   
不同的演奏者应根据各自的嘴唇条件(如嘴唇的厚薄、牙齿的整齐与否等)来确定自己的口型其基本原则是选择自己嘴唇的最佳振动位置来放置号嘴如同簧片的振动一样唇的振动主要是以横振动为主它的高次泛音与基频的关系是不和谐的而空气柱以纵振动为主因此耦合的过程亦即将横振动转变为纵振动的过程在这个过程中唇的固有频率被拉低了削弱了不协和泛音的振幅突出了和谐的成分但是横振动仍然产生作用特别在铜管乐器中横振动所以产生的高泛音(柱面波)是金属声色彩形成的主要原因
   
号嘴的作用主要是固有唇振动的范围不同音高的唇管乐器有不同长度和内径的空气柱而唇的宽度和长亦要同空气柱相适应所以号嘴的内径亦有大、中、小之分与不同的唇管乐器相配合号嘴的另一功能是改变音色这使因为嘴唇振动时振动着的气流还会在号嘴内产生旋涡而引起边棱音效应内径形状不同的号嘴边棱音振动分量亦不同频率变化同弦振动一样开管空气柱在全段振动时也均分为1/21/31/4……各段同时振动产生的自然泛音列与弦振动是一样的所以唇管乐器的吹奏者在不按动活塞的情况下只改变嘴唇的紧张度用超吹的方法就可以在唇管乐器上奏出自然泛音列其原理就是使唇振动同空气柱的全振动、1/2振、1/3……相耦合为了上唇管乐器奏出自然那泛音列以外的音人们想了许多办法一种办法是在号管上如同双簧管那样安上许多按键这个办法因音色不理想而弃置了一种办法是让数人各吹奏不同长度的音管这个办法音把旋律弄得支离破碎而失败了有人使用伸缩管的办法解决了吹奏半音问题但演奏不够灵活而且吹奏连音不理想不过有它的音色特点所以直保留在长号上继续使用到如今直到活塞的发明才个唇管乐器帮了大忙活塞的原理是使基础音管随时接通附加音管改变了空气柱的长度从而奏出不同基频的自然泛音列 

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