導語：繪畫是空間、平面的藝術，而音樂是聲音的藝術。美妙的音樂對於耳朵來說，是享受，是一種精神的享受。然而作為音樂載體的聲音，它的產生卻是一種物理現象。包括聲樂在內，人體的樂器，普通意義上的

樂器的使用可以追溯到春秋戰國時期，現出土最早的樂器，距今已有八千多年的歷史。在我國的周代，就已經將樂器進行了梳理、分類，根據樂器的製作材料，將樂器分為金、石、土、革、絲、木、匏、竹，稱這種樂器分類法為"八音"。而發展至今，幾千年的華夏文明，樂器的大家族已經成百倍的、成千倍的擴張，所以"八音"顯然已經不適用於現在了。那麼我們根據樂器的發聲原理，分為了弦鳴樂器、氣鳴樂器、體鳴樂器和膜鳴樂器。在21世紀的今天，世界是一個共同體，文化高速交流，快速融合，中國、外國的樂器已然沒有了過去的各種限制。在樂器家族中，由於體鳴樂器和膜鳴樂器的發生原理較絃樂器和管樂器的簡單，另聲樂——人體作為樂器，較為特殊，較為複雜，所以本文只以絃樂器和管樂器作為例子，展現樂器的音響的奧秘。

一、絃樂器的音響原理

1、絃樂器的分類

絃樂器的在樂器家族中佔據了非常重要的位置。中國古代的琴，也就是古琴，是古代非常普遍的絃樂器。絃樂器的家族中還包括了豎琴、吉他、三絃、提琴、揚琴等等。需要說一下的是"樂器之王"——鋼琴，表面它是鍵盤類的樂器，但打開琴蓋，就會發現它的內部是一根一根的琴絃，它的發音方式是由琴錘擊打琴絃產生的聲音，所以鋼琴也是絃樂器中的一種。

中國古琴

鋼琴內部構造

舉了這麼多的例子，其實對於絃樂器的"家族成員"的認識還是混亂的，所以我們再將絃樂器家族再次細分，絃樂器根據使用什麼樣的方式使得琴絃振動，分為撥絃類的、擦奏類的和擊奏類的。首先撥絃類的樂器有我國的傳統樂器古琴、古箏、琵琶、三絃、阮等等，西方比較有代表性的就是吉他、尤克里裡等等；其次是擦奏類的樂器，最為典型的就是西洋樂器——提琴家族，小提琴、大提琴、中提琴......還有我國的二胡，民族樂器——馬頭琴都是屬於擦奏類的樂器；最後是擊奏類的，有剛才我們舉例的鋼琴和我國的揚琴都是屬於這一類的。

撥絃類樂器 琵琶

撥絃類樂器 吉他

2、絃樂器的音響原理

音的產生。聲音是由物體的振動而產生的，絃樂器也不例外。一根琴絃被固定在琴面之上，這根琴絃具有一定的彈性，當它受到外力時，或擊打、或撥奏，亦或是擦奏，它從原有的位置被彈至另一面，到達極致後，通過慣性反彈至反向極致，隨著空氣的阻力，慣性的減小，逐漸迴歸原始的靜止狀態，在這個過程中，持續的運動，產生了聲音。

琴絃振動軌跡

音高、音色的不同。絃樂器的音高是由琴絃的長短來決定的。在春秋戰國時期，出現了最早的，也是世界最早的樂律計算方法——三分損益法，比西方樂律發展早上了幾百年的時間。它就是利用弦的長短亦或是管的長短計算出來的。三分損益法就是以一根空弦的全長作為基礎，將其等分為三份，"益一"，增加一份等長度，得出下方的純四度音，"損一"將其減去一等份，得出上方的純五度音，以此類推，最終中國傳統的五聲音階。所以在樂器製作時，就根據不同的琴絃長度來調整音的高低。

三分損益法的計算方法

千變萬化的音色，它的決定性因素就比較多了。我們舉兩個例子，"樂器之王"——鋼琴和"樂器之後"——小提琴。先來說鋼琴，它是擊弦類的，它的音色由琴錘的軟硬來決定，如果琴錘由於年久失修，呢子過於硬，那麼用它擊打出的音色就像是敲在鋼板上的聲音一樣尖銳，如果換上新的呢子，軟硬剛好，那麼它的聲音就會柔和了許多。再說小提琴，它是擦絃樂器，所以提琴的琴弓是關鍵，當琴弓擦上增加摩擦力的松香之後，再加上琴弓的弓毛本身就有的鱗片，在琴弓拉動琴絃的時候，就像帶有倒刺一樣撥動琴絃，使得琴絃像鐘擺一樣，快速的擺動產生了聲音，而這種聲音的音色不像撥奏類和擊弦類的相對穩定，運弓者，也就是演奏者的任何動作，扭動也好，速度也好，都成為了影響音色的重要因素。由於這其中的差別過於細微，在此就不做贅述。

小提琴

基音和泛音，是絃樂器音響效果的決定性因素。無論是哪一種絃樂器，琴絃的振動都是複雜的、混合的。整根琴絃振動產生的聲音，我們稱之為基音，而分段振動產生的就是泛音。再拿小提琴舉例，如果想要柔和的聲音，那就是琴弓靠近指板，使高泛音減少，如果想要豐滿的音色，那就要將琴弓靠近琴碼。

分段振動的泛音

聲音的擴大。在我們的日常生活中，也隨處可以見到一根線或者其他的振動，那為什麼沒有樂器那麼大的聲音？沒有樂器那麼好聽的音色呢？那是因為樂器除了要具備不同長短琴絃的振動以外，還需要給它加一個"擴音器"，也就是共鳴箱——琴箱。琴絃振動時，它與空氣的接觸面極小，產生的音樂也是非常小的，給它加上一個共鳴箱，通過它使得振動面積大大增加，聲音也就大了。聲音擴大的問題解決了，那麼音色怎麼處理呢？還是小提琴，琴絃的振動由琴碼、面板傳送至琴箱內的音柱，再有音柱傳送至背板，這樣整個琴身都在振動，這樣與琴箱內的空氣共振，使得音色柔和、豐滿。

除了以上我們說到的，還有一個比較重要的就是琴的質量、密度、製作工藝，都會影響琴的共鳴機制，這也就是為什麼市面上樂器有著不同價位的原因了。

二、管樂器的音響原理

管樂器是屬於氣鳴樂器中的一類，不同於自由氣鳴類，完全利用空氣的流動，而管樂器是氣體在管內做循環的振動。如同絃樂器一樣，弦的振動不是最關鍵的，關鍵在於琴身的共鳴機制，管樂器也一樣，氣體的流動不是關鍵，關鍵在於有沒有一個發音裝置，根據這個發聲裝置的成音原理，可以將管樂器分為氣簧、舌簧、唇簧。

首先說氣簧，其實它與自由氣鳴樂器的發聲原理是一樣的，就是將氣體進行阻斷或者讓氣流改變方向來形成氣旋而產生的聲音。氣簧類的樂器是演奏者將氣體從吹孔吹入管內，與管壁發生摩擦，從而形成氣旋，產生音波，此類樂器主要有長笛、短笛、竹笛等等；其次再說舌簧，這類樂器主要靠蘆葦簧片

薩克斯

簧管類的樂器根據管底的狀態分為開管和閉管，再根據管內的空氣密度，有了波節和波腹，

開管和閉管的波節和波腹）

由於是管內氣體形成氣旋的聲音，所以管的粗細、長短也決定了管的音高。管身越粗，聲音越低，反之越高，同等粗細的管，

長短不同的管 音高則不同

說完了不同的管樂器之間的音色，我們再來說一下同一支管的音色如何變化。不同於絃樂器可以通過琴絃改變琴絃的長短來實現同一件樂器的音高變幻，而管樂器主要是靠氣流，所以我們只能通過改變氣流的方向、空間來實現。一般從管樂器的製作來看，音高的改變是由指孔或者按鍵來實現的，當然也可以通過演奏者運用不同的唇法，即超吹來實現。

另外，活塞也是管樂器常常用到的改變音高的重要配置。如小號用到了3個活塞，大號可能用到4-5個活塞，其工作原理就是將附加管增加，當氣流進入後，產生的音高就要低半音，以此來改變音的高低，當按下不同的活塞，產生不同的音高。

按下不同活塞產生的音階

結語：音樂豐富了我們的精神世界，樂器作為音樂的載體，不論是製作也好，使用也罷，對於它的內部構造，發聲原理都要清楚，這樣才能讓我們更容易掌控好、運用好，再將這個原理擴展出去，對於影劇院、歌劇院、音樂廳、電影院等等一系列與音樂相關、與聲音相關的建築行業也有著一定的意義。通過本文對絃樂器和管樂器的音響原理分析，讓我們看到了樂器製造者、音樂製造者的聰明才幹，樂器的音響理論更體現了對樂器製造學和建築工程學的價值。

參考文獻

楊蔭瀏《中國古代音樂史稿》

俞人豪《音樂學概論》

克拉克.威斯勒《人與文化》

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