物理和音樂的聯(lián)系

　　音樂與物理

　　一、音樂與物理學(xué)的關(guān)系

　　音樂的產(chǎn)生，也就是音樂聲源，如弦振動(dòng)、簧振動(dòng)、膜板體振動(dòng)、人的歌唱以及電振蕩等屬物理聲學(xué)問題，音樂在各種場合的傳播涉及聲的反射、折射、繞射、吸收和隔聲等也是物理內(nèi)容。

　　1．音調(diào)高低與發(fā)聲體的關(guān)系

　　聲音是人們最熟悉的現(xiàn)象之一，人們不僅在生活中已經(jīng)積累了大量與聲音的音調(diào)有關(guān)的感性認(rèn)識，而且在科學(xué)中也學(xué)習(xí)過了與聲有關(guān)的常識。盡管有這些前期經(jīng)驗(yàn)與常識，但也許人們并不是很清楚音調(diào)的高低、頻率與物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系，對與音調(diào)有關(guān)的許多生動(dòng)有趣的現(xiàn)象也不甚了解。

　　在生活中這樣的現(xiàn)象數(shù)不勝數(shù)。一把吉他，以一根弦為例，右手輕輕撥動(dòng)一下，然后左手中指向右手這個(gè)方向移動(dòng)，并按住琴弦，再彈一下，結(jié)果可以聽出，音調(diào)變高了，說明：振動(dòng)的琴弦變短了，那么振動(dòng)起來就明顯快了，所以音調(diào)會(huì)變高。仍然舉一根琴弦，在不斷撥動(dòng)時(shí)，將它變松，也能聽出音調(diào)變低了，說明：音調(diào)還跟琴弦的松緊有關(guān)系。最后，我舉兩根琴弦，相繼撥動(dòng)，可以觀察出在振動(dòng)部分的長度，松緊一樣的情況下，琴弦的粗細(xì)不同，則音調(diào)也不同。綜上所述，音調(diào)的高低與發(fā)聲體的粗細(xì)、長度、松緊等有關(guān)系。

　　2．音調(diào)與聲波的頻率關(guān)系

　　音樂的物理實(shí)質(zhì)是振動(dòng)的傳播，振動(dòng)由強(qiáng)弱、頻率、時(shí)間等要素構(gòu)成。反 映到主觀聽感上，又有音調(diào)、響度、音色和時(shí)值等要素。而這些要素的 匯合又形成了高一層次的旋律、節(jié)奏、和弦、曲式等。這些高一層次的 要素又進(jìn)一步形成了不同的音樂風(fēng)格和體裁。又如物理學(xué)的各個(gè)分支也 無不由一些基本物理量匯合而成。

　　音調(diào)與聲波的頻率有關(guān)，兩者成對數(shù)關(guān)系。

　　音色主要由聲波的頻譜結(jié)構(gòu)及其模擬波形決定；響度主要與聲音的振動(dòng)幅度有關(guān)。不同的音源發(fā)出同一音符時(shí)，其基音相同，但諧波成份及其幅度各異，頻譜及波形不同。 人耳對聲音音調(diào)的感覺主要與聲音的頻率有關(guān)，但不成正比，具有對數(shù)關(guān)系。事實(shí)上，人耳的聽覺是復(fù)雜的，人對聲音音調(diào)的感覺還與聲音的聲壓級有關(guān)。音調(diào)的高低，也就是我們常說的音準(zhǔn)，由聲音振動(dòng)的基頻頻率決定的，稱為“絕對音高”。大家在聽

　　音樂會(huì)時(shí)可以見到，演出開始前，所有的樂手都要校一下音，為的就是使整個(gè)樂隊(duì)的所有樂器都是使用相同的音高標(biāo)準(zhǔn)。

　　3．音樂的立體感

　　人們的感官對周圍世界的感知是立體的，這一點(diǎn)無論是視覺、聽覺、 觸覺、嗅覺等都是這樣。人們可以看到、聽到、聞到、摸到前后左右上 下來自不同方向的'信息。但是，究竟是什么原因可以使你能辨別出方向 的呢？立體聲唱片、錄音磁帶、耳機(jī)等，我們已 經(jīng)聽得多見得多了。這都是利用從某一個(gè)聲源發(fā)出的聲音，傳到人 的耳朵里時(shí)，如果聲源不在正前方，則聲音到達(dá)左、右耳的時(shí)間及強(qiáng)弱 會(huì)有一定的差別，這種差別被人耳接收就能分析出聲源在什么方向 和位置。利用這種“雙耳效應(yīng)”，我們通過錄音技術(shù)錄下聲響，然后用兩個(gè) 或幾個(gè)音箱播放出來，使人們聽起來好像音箱之間有一個(gè)聲源在發(fā)聲。 這個(gè)假想的實(shí)際上不存在的聲源就叫作“聲像”。當(dāng)我們 聽立體聲廣播、立體聲唱片中的一個(gè)管弦樂隊(duì)演奏時(shí)，你可以感到大提 琴在你的右前方，小提琴在你的左前方，而小號卻在中間；對于電 聲樂隊(duì)，你也可以很明顯地感覺出主奏樂器來自不同的方向；聽重唱， 你可以清楚地分辨出左、右聲道中分別播出的各自的高聲部和低聲部。

　　因此，立體聲的優(yōu)點(diǎn)不僅僅是有真實(shí)感、臨場感、空間感，而且由于把 聲像分離了或改變了位置，就會(huì)使你聽覺具有層次感，而且可以壓低噪 聲。

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