击弦乐器乐声特性与演奏手法的关系

用 Ｍａ ｅ ａｉ ｔ ｍ ｔａ编程模 拟 击弦 乐器 弦振 动 乐 声 ， 听 觉体 验 和 频谱 分析 研 究击 弦 乐器 音 ｈ ｃ 用
调 、 色与 演奏手 法的 关 系。 音
［ 关 键 词］ 击弦乐器； 振动驻波频谱 ； 演奏手法 ； 音调 ； 音 色 ［ 中图分 类号 ］ Ｔ ５ ６ Ｊ１． Ｂ ２ ； ６ １１ ［ 文献 标识 码 ］ Ａ
理。
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４ ・ ８
第ｌ 期
任静锋 ， 王呖 ， 龙姝 明
击弦乐器乐声特性与演奏手法 的关系
加形成弦振动驻波 ， 驻波激发空气振动并传播 ， 形成击 弦乐器的乐声 ， 这就是击弦乐器的发声原理。 弦振动驻波及其频谱结构有以下特征 Ｊ 。： （ ）弦上任意点的横振动会沿弦长方位向两端以速度 口： （ ） 传播而形成驻波 ； １ （ ）可观测 的驻 波是 一个基 波 和有 限多个谐 波成 份 的叠加 ； ２ （ ）基波的波长等于弦振动长度 ｚ ３ 的两倍 ， Ａ ＝ ｌ ＝ ／ 即 ，２ ａＡ ； （ ）谐波的频率 是基波频率 的整数倍 ， ４ 即 ＝ ＝ ａ Ａ ； ｎ／ 。 （ ）弦物理参数（ ５ 密度 、 张力和振动长度） 变化 ， 弦振动驻波基波频率必定变化 ， 但谐波频率与 基波频率 比值为整数的结论不变 ； （） ６ 谐波振幅随频率 升高而快速减小， 能量主要集 中于基波和较低频率的谐波上 ； （） ７ 演奏技巧（ 即初始条件 ） 决定基波和各谐波成份的振幅的相对 比例大小 ， 即决定音色， 弦 长和 张力决 定音 调 。 击弦乐器在演奏时， 用到的演奏技巧之一是在不同的位置用不同力度击弦 ： 激发弦产生持续不 断的“ 初始弦横向速度” 即向弦持续不断地传递动能。通过改变敲击位置来操控基波和各谐波的 ，
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第２ ８卷第 １ 期
［ 文章编号］６３— ９４ ２ １） １ ０４ ０ １７ ２４ （０ ２ ０ — ０ ８— ５
击弦 乐器乐声特性 与演奏手法 的关 系
任静锋 王 呖 龙姝 明 ， ，
（． １ 略阳县天津职教 中心 ， 陕西 略阳 ７ ４０ ２ ３０； ２ 陕西理工学院 艺术学院 ， 陕西 汉 中 ７ ３０ ； ． ２０ １
学 基础 理论 和频谱 分析 技术 。
声音的特征主要有音调 、 音色 、 响度 。音调 由声音中响度最高 的基频成份的频率高低决定 ， 与 声源的振动频率有关 ； 音色用于区分不同 的发声体 ， 由声音的频谱结构决定 ； 响度是指声音的强弱， 由振动体振幅决定 。本文通过分析弦振动驻波频谱 ， 研究击弦演奏手法变化如何 引起击 弦乐器音 色、 音调及响度变化 ， 为音乐工作者用击弦演奏技巧创作更加美妙的击弦乐器音乐提供帮助。
２１ ０ ２年 ２月
陕西理工 学院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｈａｘ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ａｎ ｉ ｉｅ ｔ ｏ ｃｎｌ ｙ（ ａｕａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｓ Ｕ ｓｙ Ｔ ｏ ｌ ｅ ｉ
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由于生 活节奏 的加快 ， 们在工 作 、 人 学习 、 生活 中会产 生一定 的心 理压力 ， 而缓 解心 理压 力 的有 效 途径 之一是 听音 乐或 回归 到 自然 的怀抱 中聆 听 自然 之声 ， 乐一 定 程度 上 可 以带 给 我们 情 感 上 音
的慰藉和心灵 的净化。人们不断地在研究制造宽音域 、 富音色 、 高响度的乐器， 不断探索用经典乐 器演奏出动听音乐曲调的演奏技巧 ， 来满足人类 日 益增长的音乐消费需求。因此 ， 研究击弦乐器发 声规律与演奏手法的关系十分必要。完成这一任务需要用心体验乐声 的美妙与震撼 ， 也需要物理
振幅（ 和能 量 ）从 而操 控弦振 动驻 波 的频谱 结构 。 ， ．
用小锤击弦 ， 使张紧的弦线振动形成驻波而发声 ， 改变击点位置和力度可以操控弦振动驻波产 生的乐声频谱结构。弦振动频谱结构决定着击弦乐器乐声 的音调（ 基频） 音色（ 、 谐频成份能量相 对大小分布和频率成份的多少） 和响度 。因此演 奏者用小锤击弦的演奏手法 ， 可以操控击弦乐器 乐 声 的音调 （ 以敲击 不 同长度 的弦 ） 音色 和响 度 ， 生美妙 悦耳 的击 弦乐 器音乐 。 可 、 产
３陕西理工学院 物理与 电信工程学院 ， 陕西 汉 中 ７３０ ） ． ２０ １
［ 摘 要］ 给定初值条件 ， 解弦振动波动定解问题 ， 计算演奏手法变化引起 的击弦 乐器 振动 驻 波能谱 结构 变化 。探 索击弦 乐器 乐声 的音调 、 色与弦振 动驻 波能谱 结构 的关 系。 音
收 稿 日期 ：０ １１ －８ ２ １．０２
作者简 介： 任静 锋（ ９ ２ ） 女 ， １８ 一 ， 陕西省汉 中市人 ， 略阳县天津职教中心中教二 级教师 ， 主要研究方 向为 电子技术 与 信 息处理 ； 王呖（ ９ ５ ） 男 ， １８ 一 ， 陕西省汉中市人 ， 陕西理工学院助教 ， 硕士 ， 主要研究方 向为器乐 理论与演奏 、 音乐教 学论 ；通讯作者 ］ ［ 龙姝 明（ ９５ ） 男 ， 西省城 固县 人 ， １５ 一 ， 陕 陕西理工学 院教授 ， 主要研 究方 向为理论 物理和 信息处
１ 击 弦乐 器 发 声 原 理及 敲 击 弦乐 器主 要 演 奏 方式
一
般 的击弦乐 器 由质量不 同 、 张力 不 同 的多 根 弦组 合 而成 。为抓 住 击 弦乐 器 乐声 频谱 与击 弦
演奏技巧关系的本质并简化研究过程 ， 本文仅对一根弦进行研究 。 不同的弦 ， 仅是 弦长、 弦质量 、 弦 张力不 同 ， 设音 乐人 演奏技 巧是 相 同的 。 假 乐声的本质是演奏者操控乐器振动部分 ， 激发特定频谱结构的机械振动驻波， 驻波在空气中传 播形成声波 ， 作用于人的听觉系统而产生的听觉体验。 击弦乐器中的弦振动有两个 固定点 ， 弦振动机械波在固定点会反射 ， 反射波与前进波在弦上叠