音樂聲及其特性

約翰凱奇的戲劇“4'33”是4分33秒的沉默。 除此作品外，其他作品均使用聲音。

聲音之於音樂就像油漆之於繪畫，文字之於作家，磚頭之於建造者。 聲音是音樂的素材。 音樂家應該知道聲音是如何工作的嗎？ 嚴格來說，沒有。 畢竟，建造者可能不知道他建造材料的特性。 樓倒塌不是他的問題，是住在這樓裡的人的問題。

音符 C 以什麼頻率發聲？

我們知道音樂聲音的哪些特性？

我們以字符串為例。

卷。 它對應於幅度。 我們越用力地敲擊琴弦，它的振動幅度就越大，聲音就會越大。

持續時間。 有人造的電腦音可以發出任意長的時間，但通常聲音會在某個時候出現並在某個時候停止。 借助聲音的持續時間，將音樂中所有有節奏的數字排成一列。

高度。 我們習慣說有些音符聽起來更高，而另一些則更低。 聲音的音高對應於弦的振動頻率。 它以赫茲 (Hz) 為單位：一赫茲是每秒一次。 因此，例如，如果聲音的頻率是 100 Hz，這意味著琴弦每秒振動 100 次。

如果我們打開音樂系統的任何描述，我們很容易發現頻率 最多小八度 是 130,81 赫茲，所以在一秒鐘內發出的弦 至, 產生 130,81 次振盪。

但是這是錯誤的。

完美的字符串

因此，讓我們描繪一下我們剛剛在圖片中描述的內容（圖 1）。 暫時，我們放棄聲音的持續時間，只表示音高和響度。

這裡的紅色條以圖形方式代表我們的聲音。 此條越高，聲音越大。 此列越靠右，聲音越高。 例如，圖 2 中的兩個聲音的音量相同，但第二個（藍色）聽起來比第一個（紅色）高。

這樣的科學圖表稱為幅頻響應（AFC）。 人們習慣於研究聲音的所有特徵。

現在回到字符串。

如果琴弦作為一個整體振動（圖 3），那麼它真的會發出一個聲音，如圖 1 所示。這個聲音會有一定的音量，這取決於打擊的強度，以及明確定義的頻率由於弦的張力和長度而產生的振動。

我們可以聽到這種琴弦振動所產生的聲音。

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聽起來很可憐，不是嗎？

這是因為，根據物理定律，弦不會像這樣振動。

所有的弦樂演奏者都知道，如果你正好在中間碰一根弦，甚至不用將它壓在指板上，就可以敲擊它，你會得到一種叫做 小旗。 在這種情況下，弦的振動形式看起來像這樣（圖 4）。

在這裡，弦似乎被分成了兩半，每一半的聲音都是分開的。

從物理學可知：弦越短，振動越快。 在圖 4 中，每一半都比整根弦短兩倍。 因此，我們以這種方式接收到的聲音的頻率將是原來的兩倍。

訣竅在於，在我們開始演奏泛音的那一刻，弦的這種振動並沒有出現，它也存在於“開放”弦中。 只是當琴弦打開時，這樣的振動更難察覺，通過將手指放在中間，我們將其顯露出來。

圖 5 將有助於回答弦如何同時作為一個整體和兩個半部分振動的問題。

琴弦整體彎曲，兩個半波在其上震盪，猶如八字。 八字形在鞦韆上擺動就是添加了兩種這樣的振動。

當琴弦以這種方式振動時，聲音會發生什麼變化？

很簡單：當一根弦整體振動時，發出一定音高的聲音，通常稱為基音。 當兩半（八）振動時，我們會聽到兩倍高的聲音。 這些聲音同時播放。 在頻率響應上，它看起來像這樣（圖 6）。

較暗的柱子是由“全”弦振動產生的主音，較輕的柱子是暗柱的兩倍，它是從“八”的振動中獲得的。 這種圖表上的每個條形都稱為諧波。 通常，高次諧波聽起來更安靜，因此第二列略低於第一列。

但諧波不限於前兩個。 事實上，除了已經很複雜的八字形和擺動之外，琴弦同時彎曲像三個半波，像四，像五，等等。 （圖 7）。

因此，聲音被添加到前兩個諧波上，比主音高三、四、五等倍。 在頻率響應上，這將給出這樣的畫面（圖 8）。

當只有一根弦發聲時，就會得到這樣一個複雜的集合體。 它由從第一個諧波（稱為基波）到最高的所有諧波組成。 除了第一個泛音之外的所有泛音也稱為泛音，即翻譯成俄語 - “高音”。

我們再次強調，這是最基本的發聲理念，這就是世界上所有琴弦的發聲方式。 此外，只要稍作改動，所有管樂器都會發出相同的聲音結構。

當我們談論聲音時，我們指的是這種結構：

聲音 = 地音 + 所有多重諧波

正是在這種結構的基礎上，它的所有和聲特徵都建立在音樂中。 如果您了解聲音的結構，就可以很容易地解釋音程、和弦、調音等的屬性。

但是，如果所有的弦樂和所有的小號聽起來都是這樣，為什麼我們能區分鋼琴和小提琴，吉他和長笛呢？

音色

上面提出的問題可能更難，因為專業人士甚至可以區分一把吉他和另一把吉他。 兩種形狀相同的樂器，同樣的弦，發出的聲音，給人的感覺是不同的。 同意，奇怪？

在我們解決這個奇怪的問題之前，讓我們聽聽上一段中描述的理想字符串的聲音。 讓我們來聽聽圖 8 中的圖表。

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它似乎與真實樂器的聲音相似，但缺少一些東西。

不夠“不理想”。

事實是，世界上沒有兩個完全相同的字符串。 每根弦都有自己的特點，雖然微觀，但影響著它的發聲。 瑕疵可能是多種多樣的：沿琴弦長度變化的粗細、不同的材料密度、小的編織缺陷、振動過程中的張力變化等。此外，聲音的變化取決於我們敲擊琴弦的位置、樂器的材料特性（例如對濕氣的敏感性），樂器相對於聽眾的位置，以及更多，直到房間的幾何形狀。

這些功能有什麼作用？ 他們稍微修改了圖 8 中的圖表。它上面的諧波可能不是很重，稍微向右或向左移動，不同諧波的音量可能會發生很大變化，可能會出現位於諧波之間的泛音（圖 9 .)。

通常，聲音的所有細微差別都歸因於模糊的音色概念。

音色似乎是一個非常方便的術語，用於描述樂器聲音的特性。 但是，我想指出這個術語有兩個問題。

第一個問題是，如果我們像上面那樣定義音色，那麼我們主要通過耳朵來區分樂器，而不是通過它來區分樂器。 通常，我們會在聲音的前幾分之一中捕捉到差異。 這個時期通常被稱為攻擊，聲音剛剛出現。 其餘時間，所有的 sruns 聽起來都非常相似。 為了驗證這一點，讓我們聽一下鋼琴上的一個音符，但有一個“切斷”的起音週期。

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同意，很難在這種聲音中識別出著名的鋼琴。

第二個問題是，通常在談聲音時，只挑出主音，其他的都歸於音色，好像它無關緊要，在音樂結構中不起任何作用。 然而，事實並非如此。 有必要從聲音的基本結構中區分個別特徵，例如泛音和諧波偏差。 個人特徵對音樂結構的影響確實很小。 但是基本結構——多重諧波，如圖 8 所示。——是決定音樂中所有和諧的因素，無論時代、趨勢和風格如何。

下次我們將討論這種結構如何解釋音樂結構。

作者——羅曼·奧萊尼科夫 錄音 – 伊万·索辛斯基