音樂聲學基礎知識

1、音樂聲學根底學問音樂是一種藝術形式，一切藝術都包括兩個方面，一是藝術表現，一是藝術感知，包括人的歌喉所發(fā)出的聲音來表現，依靠的第一個問題音樂聲學。1、聲音的產生與主客觀參量的對應關系關于聲音的產生，國外有一個古老的命題：森林里倒了一棵大樹，但沒有而接收系統(tǒng)則屬于主觀世界，聲音的產生正是主觀世界對客觀世界的反映。但假設只有聲源和接收系統(tǒng)，是否就能接到聲音呢，并不是這樣。假設沒何聲音的存在都離不開這三個根本條件：1聲源；2媒介；3接收器。先來看看產生聲音的客觀方面聲源都有哪些特征。稱鼓勵器；其源來供給。人們常用“頻率”frequecy，振動次數/1來描述一個聲源振動的速度。頻率的單位叫“赫茲”Hz

2、，是以德國物理學家赫茲H.R.Hertz的名字命即振動速度慢時，聲音聽起來低，反之則高。人耳對振動頻率的感受有肯定限度，試驗證明：常人可感受的頻率范圍在2020，000Hz之間。超出此范圍的樂音，其音高已不能被人耳清楚判別，因而很少用到。語100Hz8，000Hz125小提琴弱奏管弦樂隊的強奏之間。音樂聲學中稱聲音強度的變化范圍為“動態(tài)范的音高和音強的范圍。表為日常生活中幾種典型音響的強度分貝。1打樁工地 城市街道80dB汽車內70dB 辦公室起居室40dB臥房30dB錄音棚20dB落葉聲10dBOdB大多數物體在振動時，除了存在整體振動外，還伴隨有不同部位的局部振動。一般把物體作整體運動時產

3、生的聲音叫做“基音”Foundamentaltone，局”Harmonics。基音能量一般最強，因而往往打算一個樂音的主觀音高。聲音可依據其所包含泛音的狀況而分為“純音”和“復合音”。所謂“純音”Puretone，是指聲音中只含有基音振動成份，例如我們常用的音叉所發(fā)出一般狀況下，全部樂器包括人聲發(fā)出的音都是復合音。假設泛音的頻率與基音成倍數關系，這個復合音聽起來就比較圓潤，否則就比較粗糙。依據習慣分類方法，將前者稱為“樂音”，后者稱“噪音”。大多數管弦樂器發(fā)出的聲音都屬樂音范疇。不同種類的樂器，其音響效果各不一樣，我們把能代表某種聲音特征的因Tone colorTimbre。打算一件樂器音色的

4、重要因素是聲音的“頻譜”?！邦l譜”Spectrum是指聲音中所含泛音的數量以及各個泛音在強度上的相對關系。聲音的頻譜可以用特地的分析儀器顯示出來。圖 2 是鋼琴與單簧管的頻卻不一樣，由此便導致音色上的差異。尤其是包絡的起始俗稱“音頭”和完畢俗稱“音尾”兩個局部最重要，這個過程盡管格外短暫，而且?guī)缀醵际窃胍舫煞?，但對樂器的音色起著重要作用。有人曾做過試驗，把一個小提琴音響中的起始瞬態(tài)過程去掉，其結果聽起來很象管風琴的音響。很多電子樂器在仿照自然樂器聲響時，由于只留意對頻譜的仿照，但無視了聲音的起始瞬態(tài)過程這個問題，因而聽起來總是不自然。這一點在弦樂器上尤其明顯。率、聲強、頻譜和波形包絡。及與聲源

5、都有哪些對應關系。310004000Hzbb左右的聲波產同見解。上個世紀的有名德國科學家黑爾姆霍茲 H.vonHelmholtz認為這些纖毛的頻率赫茲數2Hz，對于這些纖毛的作用還有待進一步的驗證?！案吡艘粋€八度”的印象。可是在高音區(qū)1000Hz和低音區(qū)150H， 會覺察，兩個音已不是嚴格的倍數關系，而是比一倍稍多一點。在音量的感覺上也有相像的狀況：在大型管弦樂隊以 ff 力度全奏之后，接著一個木管樂器以 ff 力度獨奏，二者的聲壓比可到達 1001，我們人耳卻感覺不到那么大覺的變化：早在 1935 年，美國科學家司蒂文斯Stevens通過試驗指出：在不轉變4090dB200的音高變化。其變化

6、規(guī)律是：隨著強度的增加，聽到低頻音會變得更低，高頻音只有微小變化。人們有時稱此為“司蒂文斯4Terhardt197915得結果。儀器測試也證明白這一點。但我們人耳卻照舊能感覺到音樂“拒之門外”，今日再先進的儀器也無法做到這一點。人耳對音色的區(qū)分力量也有很多奧秒之處，其中較為突出的是“模糊識別”功 有很大變化，但人們仍舊能夠憑借音色特征識別出這個人的聲音。滿，其實這反而背離了科學爭辯的真諦。音階、律制與音準感音樂聲學留意從數理角度爭辯音階和律制問題，而不去探討其起源和進展史。目前我國音樂中最常用的音階是大、小調音階和我國的三種傳統(tǒng)音階，即音階、古音階和清商音階又稱燕樂音階。關于這些音階的歷史形成

7、以及它們之間在音程方面的在此不贅言。這里主要介紹的是與律學爭辯的聽覺心理及音準感方面的最爭辯成 果。古今中外的律學爭辯都在關心這樣一個問題：如何找到最符合人類音準要求的律 制，盡管有上下數千年的探究，但直到今日，什么是“最抱負”、“最和諧”、“最各種律制的數學表達方式早已被我們的先人闡述清楚；從實踐角度來講，全世界的音起著什么作用？各種各樣的律制理論又是如何與實踐相聯(lián)系的？音樂生活中推斷音準的尺度，可簡稱為音準感。19881989有關試驗的具體狀況已發(fā)表在中國音樂學 19923：250的音高差異。后天的聽覺指向性的訓練對人耳的音差區(qū)分力量有肯定影響。+10差是10多數音樂家的和聲性音準感具有-

8、38+14在各音樂專業(yè)中，指揮家的音準寬容度相對較小。在上述這些感知中還包括了和聲性音準感，這實際上把音樂聲學的層面上升了一 音樂中更深的美，卻是一種自然規(guī)律。早期反射聲在直達聲以后到達的對房間的音質起到有利作用的全部反射聲，稱為早期反射聲。時間范圍一般取直達聲以后 50ms，也有人認為可取到 95ms。早期反射聲能與混響聲能之比稱為明晰度。 明晰度高，語言清楚度也高，如明晰度到達 50%，音節(jié)清楚度就可達 90%以上。對聽音樂來說，狀況簡單得多，不僅要考慮早期反果。聲聚焦指凹面對聲波形成集中反射，使反射聲聚焦與某個區(qū)域，造成聲音在該區(qū)域域聽音條件變差，擴大了聲場不均勻度，嚴峻影響聽眾的聽音條

9、件。 室內聲源發(fā)聲，聲波遇到墻壁、天花板、地板均會產生反射，聲反射遵從反射定律 ,入射聲波遇到反射體是凹形外表，反射聲則會集中在一起，形成聲聚焦，這與光聚焦類似。聲聚焦現象使聲場分布不均勻 .基音Fundamental tone一般的聲音都是由發(fā)音體發(fā)出的一系列頻率、振幅各不一樣的振動復合而成的。這些振動中有一個頻率最低的振動，由它發(fā)出的音就是基音，其余為泛音。也就是發(fā)音體整段振動?；舸蛩懔艘舾?。泛音泛音 Harmonics 除了發(fā)音體整體振動產生的最低的音是基音，以基音為1/21/3、1/4特定的音色，并能使人明確地感到基音的響度。樂器和自然界里全部的音都有泛的一聲， 其中的“?！币羰腔?/p>

10、，而“.”就是泛音。泛音的原理是這樣的：手指虛按在琴弦上 (僅僅接觸琴弦但不用力 )，琴弦的振動將受到限制，只有以此觸點為節(jié)點的振動才被保存下來。假設觸點在琴弦的 2 倍，假設觸點在琴弦的 1/32/3那么泛音頻率就是琴弦基頻的 3靠近弦枕)的觸點比較簡潔演奏，后面 (靠近琴馬)的觸點位置比實音略偏向琴馬常用的泛音不超過第四泛音，第六泛音以上就幾乎發(fā)不出聲音了。也稱響度之一。表示人的聽覺區(qū)分一個聲音的調子凹凸的程度音調隨頻率的升降而升降；對肯定頻率的純音、低頻純音的音調隨聲強增加而下降，高頻純音的音調卻隨強度增加而上升。琴的四根弦中，最細的弦，音調最高；最粗的弦音調最低。在鍵盤樂器中，靠左邊的

11、音調低，靠右邊的音調高。高的變化打算了聲調的性質。音調對肯定頻率的純音、低頻純音的音調隨聲強增加而下降，高頻純音的音調卻隨強度增加而上升。音調的凹凸還與發(fā)聲體的構造有關，由于發(fā)聲體的構造影響了聲音的頻率。 赫以下的低頻純音的音調隨強度的增加而下降， 3000 赫以上高頻純音的音調隨強度的增加而上升。對音調可以進展定量的推斷。音調的單位稱為美 (mel)1000壓級為 40 分貝的純音的音調作標準，稱為 1000 美，另一些純音，聽起來調子高一倍的稱為 2022 美，調子低一倍的稱為 500 美，依此類推，可建立起整個可聽頻率內的音調標度。音調還與聲音持續(xù)的時間長短有關。格外短促 (毫秒量級或更

12、短 )的純音，只能聽到像打擊或彈指那樣的“喀嚓”一響，感覺不出音調。持續(xù)時間從10 毫秒增加到50 毫秒，聽起來覺得音調是由低到高連續(xù)變化的。超過50 毫秒，音調就穩(wěn)定不變了。樂音(復音)的音調更簡單些，一般可認為主要由基音的頻率來打算。音色音色musical quality 指聲音的感覺特性。音調的凹凸打算于發(fā)聲體振動的頻率，響度的大小打算于發(fā)聲體振動的振幅 ,但不同的發(fā)聲體由于材料、構造不同，發(fā)出聲音的音色也就不同，這樣我們就可以通過音色的不同去區(qū)分不同的發(fā)聲體。下，也能區(qū)分出是不同樂器或人發(fā)出的。同樣的音量和音調上不同的音色就好比同樣色度和亮度配上不同的色相的感覺一樣。體發(fā)出的聲音，除了

13、一個基音外，還有很多不同頻率的泛音伴隨，正是這些泛音打算了其不同的音色，使人能區(qū)分出是不同的樂器甚至不同的人發(fā)出的聲音。每一個人即使說一樣的話也有不同的音色，因此可以依據其音色區(qū)分出是不同的 人。也有復合的振動，各局部振動產生的聲音組合成泛音。由于局部小于整體，全部不同的泛音都比基音的頻率高，但強度都相當弱，否則則無法調準樂器的音高了。需要把音色和音質區(qū)分開來。音質的含義是什么？“音質”這個詞，一般籠技術中它包含了三方面的內容： 聲音的音高，即音頻的強度和幅度；聲音的音調，即音頻的頻率或每秒變化的次數；聲音的音色，即音頻泛音或諧波成分。談論某音響的音質好壞，主要是衡量聲音的上述三方面是否到達肯

14、定的水準，即相對于某一頻率或頻段的音高是否具有肯定的強度，并且在要求的頻率范圍內、同一音量下，各頻點的幅度是否均勻、均衡、飽滿，頻率響應曲線是否平直，聲音的音準是否準確，既忠實地呈現了音源頻率或成份的原來面目，頻率的畸變和相移又符合要求的泛音適中，諧波較豐富，聽起來音色就美麗動聽。解析間的相對強度打算了特定的音色。音色是音樂中極為吸引人、能直接觸動感官的重要表現手段。一般來說，人們區(qū)分音色的力量是天生的，音樂的顏色分為人聲音色和器樂音色。人聲音色高音、中音、低音，并有男女之分；器樂音色中主要分弦樂器和管樂器，各種打擊樂器的音色也是各不一樣的。概括地說，音色 =純音+變換+混合方式。合在一起形成

15、的屬性。音色的作用是巨大的，可以以下公式闡述：聲音=樂音+噪音樂音=源音+節(jié)拍源音=音調+響度+音色音色=純音+變換+混合方式源來說，諧波衰減快，音色就很嚴峻，聲音的融合性和穿透力好，例如人聲和弦是雙簧管和薩克斯管 )。就共鳴腔來說，共振峰消滅在較低的頻率上，音色就圓號同時具有暗淡和光明的音色。同一種音色可能有多種波形。的相位。人的聽覺也是如此，對相位沒有感覺，所以這兩種波形的聲音聽上去是一樣的。是不存在的，諧音只能依靠電子發(fā)聲器來產生。然而任何一般的音色都由假設干諧音組成，這些諧音的頻率都是某個諧音頻率的倍數，這個諧音稱為基音，也稱第一諧音，比它高的諧音依次稱為其次諧音、第三諧音，等等。例如，鋼琴上的 c1261.6 Hz諧音1 2 34 5 67 * 89 10 11 *12頻率261.6523.2784.81046 13081570 1831 2093 2354 2616 2878 3139音高c1 c2g2 c3e3 g3#a3 c4 d4e4 #f4 g4音樂中的音色音色 tone-colour 是指樂器或嗓音的音質。還會評價小提琴家或鋼琴家“音色豐富多變”，甜蜜或如洪鐘般輝煌等等。這些，都不包括在我們要講的音色概念中，我們這里要說的音色，在中國的辭典里稱作