李子晋：琴弦衰减特性对钢琴声学品质的影响琴弦衰减特性2-2由于钢琴琴弦衰减特性而产生的现象 230130

琴弦衰减特性对钢琴声学品质的影响 2-2由于钢琴琴弦衰减特性而产生的现象

文/李子晋 （沈阳音乐学院乐器工艺系）

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2 由于钢琴琴弦衰减特性而产生的现象

2.1   泛音的非谐和性与音色

泛音之间的频率不谐和——泛音的非谐和性，在钢琴音色中起到很重要的作用（尤其第一、二、三次谐波，因其他谐波相对衰减得较快），它会导致音色上的不柔和，但是绝对谐和的音色并不一定会给人以悦耳动听的感觉。

美国著名钢琴调律师James  F.Ellis研究结果表明，就钢琴的声音而言，泛音的非谐和性存在于声音中会使音色更加丰满，但超出一定范围，其效果适得其反，这一现象在低音区尤为突出。这也是电子钢琴和声学钢琴在音色纯净度上的差异所在。 由于钢琴声音中泛音的不谐和关系是由琴弦的刚性因素所决定的，那么它与琴弦的长度、直径、张力的关系如下式。

F₀—— 琴弦振动的基频

K ——  琴弦的刚性系数

d——  琴弦的直径

T——  琴弦的张力

L ——  琴弦的有效弦长

所以，在长度、直径不变的情况下而增加琴弦的张力，会降低泛音的不谐和因素，在直径和张力不变的情况下而增加琴弦的长度，同样会降低泛音的非谐和因素。

2.2 假拍

（1 ）拍音与声音的衰减

琴弦振动时，产生的一种复合音是由基音和一系列的谐音组成，这些谐音不会改变原来声音的音高，反而会使声音更加丰富。

假拍是由于琴弦的构造或张弦的方法等因素，而致使一根琴弦振动时谐音间以差别极小的频率相互干涉，所产生的拍音现象。假拍的产生使琴弦振动产生的谐波不符合正常谐波合成后的波形，使琴弦在一个斜向的椭圆形状态中振动，它产生的能量则以一个恒定的速度消失，不利于声音的延续，也就是衰减率的减小。

正常状态下琴弦振动产生的拍音现象不同于假拍。正常的拍音是在两根琴弦同时振动时，不同频率的同度音产生的波所合成的，有拍音的现象能使刚发出的声音产生变化，从而导致声音的快速衰减。一般比较优秀的调律师能把拍音控制在上下 1.5 音分的范围，而超出这个范围，拍音偏离 2 音分以上，则无法充分地体现音乐。

（2 ）有拍音和无拍音现象在音色上的区别

有拍音（指拍音速度较慢）和无拍音现象在音色上有细微的差别，无拍音现象在听觉上给人的感觉是声音纯净。两者即使是在基音无区别、持续一段时间后的余音上，音色也会产生变化。无拍音的精确的调音状态，使音色始终保持最初的声音状态，基音先趋于衰减，余音则持续发音。不稳定的（即有拍音的）基音会更快、更早的发生衰减现象，而余音则正常发出，两者在能量损失上无差别，发生衰减的时间不同则导致了音色的不同变化。

以诺的斯卡三角钢琴和立式钢琴为例，在不使用踏瓣的情况下，将钢琴中 C1～C8 键在 60 dB 下对基音和谐音进行声音衰减的测试。我们发现在 0.2 s～50 s 时间段内，尤其在第三、四两个八度范围内，声音衰减变化最大，低音区比高音区在声音上更具持久性。由此可看出，声音衰减发生在不同时间以及不同频率的区域，从而产生不同的音色。

2.3   声音衰减在音乐上的重要性

合适的声音衰减在钢琴演奏中尤为重要，要听到优美如歌的旋律需要持续的音调，声音的衰减就必须要在一定范围内进行。如果持续时间过长，声音将失去清晰感，反之，如果持续时间过短，声音将缺乏饱满度。我们可以想象用管风琴演奏肖邦的《降 A 大调波罗乃兹舞曲》或用钢琴演奏巴赫的《F 大调托卡塔》时所发出的声音效果。因此，在钢琴调律中应考虑到音乐作品及演奏风格等因素。

3  结语

钢琴琴弦的衰减特性对钢琴的声音品质、调律、音乐表现等方面产生了诸多的影响。对钢琴结构的分析需理论联系实际，结合实践中出现的具体问题做出判断，才能透彻了解钢琴琴弦的物理特性。

参考文献

1、龚镇雄.音乐声学.北京：电子工业出版社，1995

2、韩宝强.音的历程——现代音乐声学导论.北京：中国文联出版社，2003

3、关肇元，金菊生.钢琴制造：北京轻工业出版社，1960

4、陈喜棠.钢琴制造：台北徐氏基金会出版，1984

5、Klaus WogramThe. strings and soundboard. Five lectures of The Acoustic of Piano