小提琴音孔(F孔)的聲學品質

小提琴音孔(F孔)的聲學品質

小提琴的發聲過程複雜而有序首先用弓子摩擦使弦振動;接著,碼腳依靠在面板觸地的壓力傳送此振動到面板;面板在水平方向振動的結果是將聲音擴大及豐富其各級諧音;最後,背板感受和收到來自音柱傳來的振動而垂直運動,把聲音反射到F形孔外。也就是說,音孔是小提琴所有振動發音傳出的要道,沒有音孔的小提琴猶如悶葫蘆,將不會發出美妙、悅耳的聲音。由此可見小提琴音孔針對於提琴本身的重要性。

提琴家族的F狀孔和古提琴家族中的c狀孔、火焰狀孔,有兩種主要的聲學意義。

首先一點便是減小支撐著琴碼的面板的勁度:琴碼的擺動除了受低音梁和音柱的影響,還受兩音孔之間面板勁度的限制,兩音孔上端圓孔之間木板的厚度和寬度是非常重要的,這種勁度的減低,在琴碼和麵板輻射區之間形成了一個適當的錐形過度;

另外一點便是形成亥姆霍茲共振器(Helmhohs Resonator),使樂器最後一個八度的音得到加強:音孔不僅僅讓通常超出頻率範圍的聲音從音箱中釋放出來,還同琴箱側板一起組成亥姆霍茲共振器,亥姆霍茲共振器的頻率取決於側板的柔性和靈活性。

早在揚聲器的有些類似“reFlex bass”效應被發現之前,一些不知名的發明者就發現了絃樂器琴體上開孔的作用。口子裡和周圍空氣急速地向外振盪,造成內部空氣的稀疏和壓縮,這樣就為一個簡諧振盪起的質量和勁度提供了必要的條件。在共振頻率的一個適當的範圍內,音孔內的空氣運動所產生的輻射加強了琴箱表面直接產生的輻射,按照簡單的聲學原理,在共鳴下面半個倍頻程處,這種增強達到零點。這一理論在小提琴G弦上的#c—D附近,做亥姆霍茲共振器可以得到證明。

小提琴的聲學品質一部分是由音孔的形態決定的,而音孔的形態又表現在其位置、形態、大小及傾斜度等方面。音孔的基本形態應該遵循以下幾個方面:內缺口的位置線在面板外形頂端到下方195mm-196mm處;下圓孔在距提琴邊緣大於11mm處;兩上圓孔間距為42mm;兩條主線中間處間隔至少為6.5mm;上下長度約為75mm。在此基礎上,可以根據琴身中空氣容量的基音升高或降低的需要,把音孔開大或開小。

從視覺角度講,面板弧度稍尖時,要適當加寬F孔;面板弧度較平坦時,則要使F孔稍微變細。因為只有這樣,才能從琴身正面看出音孔的原有形狀。從聲學角度講,F孔大,則表明木材纖維的切割面積大,這樣會使面板中部的硬度減低,易於模板振動,加大提琴音量,但聲音會比較粗糙;F孔小,木材纖維的切割面積小,面板中部的硬度就會相對較強,這樣,音量會變小,但音色會較為柔和。

總之,小提琴音孔的形態對其聲學效果有著重要的影響,音孔在每支琴上的曲線變化和造型關係,對於小提琴成品的最終特性都具有深刻的意義。瞭解木材特性,把握提琴設計上的全部要素,具備豐富多面的知識和經驗,對準確地鑑別優質提琴和了解提琴出處有著非常重要的作用。

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