小提琴弱音器金属和橡胶(小提琴的构造及声学特性分析)

一、小提琴的起源

现代意义上的小提琴最早出现于公元 16 世纪意大利北部威尼斯、热那亚等港口,意大利文称为“violino”,意思为“小的中提琴”。最早期的小提琴,除了在一些文艺作品中有所反映之外,没有保存至今的实物。目前对小提琴最早的明确记载是Jambe de Fer于1556年出版于里昂的《音乐摘要》(Epitome Musical)。

最古老的四弦小提琴是由当时著名的拨弦乐器制作师安德雷亚·阿玛蒂(Andrea Amati)于1555年制作的。阿玛蒂率先将拱形结构引入拨弦乐器的制作中,因为他发现拱形结构能明显提升拨弦乐器的音色与听感。据琴身所注明的日期来看,现存最早的小提琴是一把“查理九世”,由安德雷亚·阿玛蒂在1560年制作于意大利北部城市克雷莫纳(Cremona)。而至今为止最有名的小提琴,则是安东尼奥·斯特拉迪瓦里(Antonio Stradivari)1716 年制作的“弥赛亚”(Le Messie),(图1所示),这把琴现藏于英国牛津的 Ashmolean 博物馆。

小提琴弱音器金属和橡胶(小提琴的构造及声学特性分析)(1)

斯特拉迪瓦里1716年制作的弥赛亚小提琴

二、小提琴的构造

小提琴诞生后的两三百年以来基本上保持着它原来的面貌,仅是作了加长琴颈和加强低音梁等一些小的改进。小提琴由30多个零件组成,琴身长约340-355mm。如图2所示,其主要构件有琴头、琴身、琴颈、弦轴、琴弦、琴码、腮托、琴弓、面板、侧板、音柱等。

小提琴弱音器金属和橡胶(小提琴的构造及声学特性分析)(2)

图2小提琴结构

小提琴的琴身(共鸣箱)由具有弧度的面板、背板和侧板粘合而成。小提琴的最主要原料是木材:通常背板、侧板、琴头和琴颈用质地较硬的枫木制作,面板则常用质地较软的云杉制作,指板用乌木。人们一般使用比较细密的木材来制作小提琴,据说这样可以使小提琴发出的声音更加响亮、圆润浑厚。小提琴的音质基本上取决于它的木质和相应的结构,取决于木材的振动频率和它对弦振动的反应。优质琴能把发出的每个声音的基音和泛音都同样灵敏地传播出去。

小提琴的结构设计成现代这种样式,并非完全从形态美观出发,而是有其音响上和演奏上的需要。基于审美的考虑,以及为了更好地负荷琴码的压力,小提琴的面板和背板做成了隆起的曲面形式,使小提琴共振良好,发音洪亮;琴的腰身狭窄,便于演奏高把位和低音弦;面板和背板加嵌条,除防止木板开裂外,对琴的音质也起一定作用。面板的中部设计了音孔(F孔),能够使共鸣箱内空气与大气流通,易于振动;音孔的尺寸和开口很大程度上影响着乐器内空气的振动频率,从而影响着某些音符的强化;音孔还影响着面板的挠性,进而影响面板的振动方式。音柱支撑并连接着面板与背板,在演奏时可以使小提琴的共鸣箱充分振动,其位置变化对小提琴音色有显著影响。面板左下面粘低音梁,既起加固作用,又具音响作用。音柱和低音梁一高一低,使小提琴呈现不对称形式,图3所示为小提琴音孔及共鸣箱内部结构。

小提琴弱音器金属和橡胶(小提琴的构造及声学特性分析)(3)

图3小提琴音孔(F孔)及共鸣箱内部结构

小提琴共有四根琴弦,从粗到细的定音依次是G、D、A、E。原本均为羊肠制的裸弦,约从18世纪起,低音G弦常包以银丝,使其反应灵敏。现代则将G、D、A这3根弦用缠金属丝的羊肠弦或钢丝缠弦,或者也用尼龙弦。E弦改用钢丝弦,使其在高音区的音色更佳。每一根空弦之间相差的音程都是纯五度,都能在不同的把位上奏出完整的音列;每根空弦能奏出的音域都在两个八度左右。图4所示为钢丝弦。

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图4小提琴的琴弦

小提琴琴弓对演奏也很重要,弓毛上涂有松香,对摩擦力有明显的影响,琴弓漆得不匀,都会有损于音质。琴弓与琴弦摩擦,使琴弦产生了自激振动,通过琴码引起面板振动,又通过音柱使背板振动,小提琴才能发音。图5所示为小提琴琴弓。

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图5小提琴琴弓

三、小提琴的声学特性

声学(Acoustics)是近现代才建立起的一门物理类学科,内容主要研究声音的产生方式、传播方式、接收方式、感应及属性特点等。小提琴声学特性属于音乐声学范畴中乐器声学领域的一部分,声音四要素(音色、音高、音长和音强)是其理论基础。根据小提琴结构特性发展,小提琴声学系统主要由琴弦、琴弓、琴码和共鸣箱等组成。其中,小提琴发出声音的本源是琴弦、琴弓,传播声音由琴码完成,共鸣箱是小提琴的感应系统。共鸣箱在琴弦及琴码的力的作用下,可以和琴体及空气共同形成振动,产生声波,让小提琴发声。由此可知,小提琴的声学特性与振动机理息息相关,振动直接影响小提琴的声学特性。对小提琴的声学特性产生影响的因素很多,主要有以下几个方面:

(一)琴弦

当实际演奏小提琴时,弓弦会在琴弦(图4)的垂直方向上运动,当弓毛接触到琴弦时,会产生一个作用力在琴弦上,这种运动方式称为“弓压”。而演奏小提琴做的运弓、拉弦的具体速度称为“弓速”。这些运动是不确定的,运动力度大小影响小提琴的音质。而运动的力度与琴弦的材质密切相关。

(二)琴码

小提琴中琴码(图5)的主要作用是传递振动。琴码具有很强的灵敏性,微小的声音经琴码的传递转换成人耳可听到的声音。因此,琴码会直接影响小提琴的音色。当琴码与共鸣箱产生共振时,琴码作用于面板的力度就会增加,此时小提琴的振动也会随之增加。琴码的厚度、宽度及高度不同,对共鸣箱振动的影响效果也不同,若琴码上夹上夹子,琴码传递声音的速度就会降低。

(三)音柱

音柱具有传导振动的作用。音柱主要位于小提琴琴体内的面板和背板两个部位之间,用于将面板振动传导到背板,能改变小提琴琴码的振动方式,还能对琴码左脚振动力度起到增强作用,促使小提琴整个共鸣箱都发挥充分的振动效果。

音柱的长短和安装位置,直接影响音柱的受力情况,进而影响小提琴音色。在琴弦松掉的情况下,如果音柱无法直立而倒下,说明音柱长度不足,会导致上下面板受力不足,共鸣箱不能充分振动,使得声音软弱无力。如果音柱过长,完全顶住小提琴的上下面板,会导致小提琴的面板凸出,从而减弱声音的穿透力。

小提琴作为音乐乐器中的重要组成部分,拥有独特的艺术魅力与技术含量。对小提琴的研究已成为制琴师、音乐人以及众多音乐爱好者、学习者关注的重点。希望对小提琴基本知识的梳理,为大家在实际生活中提高小提琴的声学品质提供了较好的参考价值

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