西洋管弦乐队中一般把乐器分为（乐器的音响原理）

西洋管弦乐队中一般把乐器分为（乐器的音响原理）拨弦类乐器 吉他 拨弦类乐器 琵琶中国古琴钢琴内部构造举了这么多的例子，其实对于弦乐器的"家族成员"的认识还是混乱的，所以我们再将弦乐器家族再次细分，弦乐器根据使用什么样的方式使得琴弦振动，分为拨弦类的、擦奏类的和击奏类的。首先拨弦类的乐器有我国的传统乐器古琴、古筝、琵琶、三弦、阮等等，西方比较有代表性的就是吉他、尤克里里等等；其次是擦奏类的乐器，最为典型的就是西洋乐器——提琴家族，小提琴、大提琴、中提琴......还有我国的二胡，民族乐器——马头琴都是属于擦奏类的乐器；最后是击奏类的，有刚才我们举例的钢琴和我国的扬琴都是属于这一类的。

导语：绘画是空间、平面的艺术，而音乐是声音的艺术。美妙的音乐对于耳朵来说，是享受，是一种精神的享受。然而作为音乐载体的声音，它的产生却是一种物理现象。包括声乐在内，人体的乐器，普通意义上的乐器，都是通过物体的振动而产生的，从而通过空气传入我们的耳膜，再传送到我们的大脑产生反应，从而影响我们的心理、生理。由于物体振动的次数和强度不同，产生不同的音高；不同的物体振动，产生不同的音色。所以我们将乐器根据发声原理，分为了四大类，本文就弦乐器和管乐器来看一这些乐器的发声原理。

乐器的使用可以追溯到春秋战国时期，现出土最早的乐器，距今已有八千多年的历史。在我国的周代，就已经将乐器进行了梳理、分类，根据乐器的制作材料，将乐器分为金、石、土、革、丝、木、匏、竹，称这种乐器分类法为"八音"。而发展至今，几千年的华夏文明，乐器的大家族已经成百倍的、成千倍的扩张，所以"八音"显然已经不适用于现在了。那么我们根据乐器的发声原理，分为了弦鸣乐器、气鸣乐器、体鸣乐器和膜鸣乐器。在21世纪的今天，世界是一个共同体，文化高速交流，快速融合，中国、外国的乐器已然没有了过去的各种限制。在乐器家族中，由于体鸣乐器和膜鸣乐器的发生原理较弦乐器和管乐器的简单，另声乐——人体作为乐器，较为特殊，较为复杂，所以本文只以弦乐器和管乐器作为例子，展现乐器的音响的奥秘。

一、弦乐器的音响原理

1、弦乐器的分类

弦乐器的在乐器家族中占据了非常重要的位置。中国古代的琴，也就是古琴，是古代非常普遍的弦乐器。弦乐器的家族中还包括了竖琴、吉他、三弦、提琴、扬琴等等。需要说一下的是"乐器之王"——钢琴，表面它是键盘类的乐器，但打开琴盖，就会发现它的内部是一根一根的琴弦，它的发音方式是由琴锤击打琴弦产生的声音，所以钢琴也是弦乐器中的一种。

中国古琴

钢琴内部构造

举了这么多的例子，其实对于弦乐器的"家族成员"的认识还是混乱的，所以我们再将弦乐器家族再次细分，弦乐器根据使用什么样的方式使得琴弦振动，分为拨弦类的、擦奏类的和击奏类的。首先拨弦类的乐器有我国的传统乐器古琴、古筝、琵琶、三弦、阮等等，西方比较有代表性的就是吉他、尤克里里等等；其次是擦奏类的乐器，最为典型的就是西洋乐器——提琴家族，小提琴、大提琴、中提琴......还有我国的二胡，民族乐器——马头琴都是属于擦奏类的乐器；最后是击奏类的，有刚才我们举例的钢琴和我国的扬琴都是属于这一类的。

拨弦类乐器 琵琶

拨弦类乐器 吉他

2、弦乐器的音响原理

音的产生。声音是由物体的振动而产生的，弦乐器也不例外。一根琴弦被固定在琴面之上，这根琴弦具有一定的弹性，当它受到外力时，或击打、或拨奏，亦或是擦奏，它从原有的位置被弹至另一面，到达极致后，通过惯性反弹至反向极致，随着空气的阻力，惯性的减小，逐渐回归原始的静止状态，在这个过程中，持续的运动，产生了声音。

琴弦振动轨迹

音高、音色的不同。弦乐器的音高是由琴弦的长短来决定的。在春秋战国时期，出现了最早的，也是世界最早的乐律计算方法——三分损益法，比西方乐律发展早上了几百年的时间。它就是利用弦的长短亦或是管的长短计算出来的。三分损益法就是以一根空弦的全长作为基础，将其等分为三份，"益一"，增加一份等长度，得出下方的纯四度音，"损一"将其减去一等份，得出上方的纯五度音，以此类推，最终中国传统的五声音阶。所以在乐器制作时，就根据不同的琴弦长度来调整音的高低。

三分损益法的计算方法

千变万化的音色，它的决定性因素就比较多了。我们举两个例子，"乐器之王"——钢琴和"乐器之后"——小提琴。先来说钢琴，它是击弦类的，它的音色由琴锤的软硬来决定，如果琴锤由于年久失修，呢子过于硬，那么用它击打出的音色就像是敲在钢板上的声音一样尖锐，如果换上新的呢子，软硬刚好，那么它的声音就会柔和了许多。再说小提琴，它是擦弦乐器，所以提琴的琴弓是关键，当琴弓擦上增加摩擦力的松香之后，再加上琴弓的弓毛本身就有的鳞片，在琴弓拉动琴弦的时候，就像带有倒刺一样拨动琴弦，使得琴弦像钟摆一样，快速的摆动产生了声音，而这种声音的音色不像拨奏类和击弦类的相对稳定，运弓者，也就是演奏者的任何动作，扭动也好，速度也好，都成为了影响音色的重要因素。由于这其中的差别过于细微，在此就不做赘述。

小提琴

基音和泛音，是弦乐器音响效果的决定性因素。无论是哪一种弦乐器，琴弦的振动都是复杂的、混合的。整根琴弦振动产生的声音，我们称之为基音，而分段振动产生的就是泛音。再拿小提琴举例，如果想要柔和的声音，那就是琴弓靠近指板，使高泛音减少，如果想要丰满的音色，那就要将琴弓靠近琴码。

分段振动的泛音

声音的扩大。在我们的日常生活中，也随处可以见到一根线或者其他的振动，那为什么没有乐器那么大的声音？没有乐器那么好听的音色呢？那是因为乐器除了要具备不同长短琴弦的振动以外，还需要给它加一个"扩音器"，也就是共鸣箱——琴箱。琴弦振动时，它与空气的接触面极小，产生的音乐也是非常小的，给它加上一个共鸣箱，通过它使得振动面积大大增加，声音也就大了。声音扩大的问题解决了，那么音色怎么处理呢？还是小提琴，琴弦的振动由琴码、面板传送至琴箱内的音柱，再有音柱传送至背板，这样整个琴身都在振动，这样与琴箱内的空气共振，使得音色柔和、丰满。

除了以上我们说到的，还有一个比较重要的就是琴的质量、密度、制作工艺，都会影响琴的共鸣机制，这也就是为什么市面上乐器有着不同价位的原因了。

二、管乐器的音响原理

管乐器是属于气鸣乐器中的一类，不同于自由气鸣类，完全利用空气的流动，而管乐器是气体在管内做循环的振动。如同弦乐器一样，弦的振动不是最关键的，关键在于琴身的共鸣机制，管乐器也一样，气体的流动不是关键，关键在于有没有一个发音装置，根据这个发声装置的成音原理，可以将管乐器分为气簧、舌簧、唇簧。

首先说气簧，其实它与自由气鸣乐器的发声原理是一样的，就是将气体进行阻断或者让气流改变方向来形成气旋而产生的声音。气簧类的乐器是演奏者将气体从吹孔吹入管内，与管壁发生摩擦，从而形成气旋，产生音波，此类乐器主要有长笛、短笛、竹笛等等；其次再说舌簧，这类乐器主要靠芦苇簧片，气流导致簧片的一闭一合，造成了管口的循环进气，造成管内的气旋而产生了音波，此类乐器包括了单簧管、萨克斯管、双簧管、大管、唢呐等等；最后是唇簧，它的音波的产生与舌簧相同，只是将芦苇簧片用唇代替，这类乐器有小号、长号、圆号等等。

萨克斯

簧管类的乐器根据管底的状态分为开管和闭管，再根据管内的空气密度，有了波节和波腹，开管的波节在中间，基音的波长是管长的两倍，而闭管的波节在两端，基音的波长是管长的四倍。

开管和闭管的波节和波腹）

由于是管内气体形成气旋的声音，所以管的粗细、长短也决定了管的音高。管身越粗，声音越低，反之越高，同等粗细的管，长度越长，音高越低，长度越短，音高越高。

长短不同的管 音高则不同

说完了不同的管乐器之间的音色，我们再来说一下同一支管的音色如何变化。不同于弦乐器可以通过琴弦改变琴弦的长短来实现同一件乐器的音高变幻，而管乐器主要是靠气流，所以我们只能通过改变气流的方向、空间来实现。一般从管乐器的制作来看，音高的改变是由指孔或者按键来实现的，当然也可以通过演奏者运用不同的唇法，即超吹来实现。

另外，活塞也是管乐器常常用到的改变音高的重要配置。如小号用到了3个活塞，大号可能用到4-5个活塞，其工作原理就是将附加管增加，当气流进入后，产生的音高就要低半音，以此来改变音的高低，当按下不同的活塞，产生不同的音高。

按下不同活塞产生的音阶

结语：音乐丰富了我们的精神世界，乐器作为音乐的载体，不论是制作也好，使用也罢，对于它的内部构造，发声原理都要清楚，这样才能让我们更容易掌控好、运用好，再将这个原理扩展出去，对于影剧院、歌剧院、音乐厅、电影院等等一系列与音乐相关、与声音相关的建筑行业也有着一定的意义。通过本文对弦乐器和管乐器的音响原理分析，让我们看到了乐器制造者、音乐制造者的聪明才干，乐器的音响理论更体现了对乐器制造学和建筑工程学的价值。

参考文献

杨荫浏《中国古代音乐史稿》

俞人豪《音乐学概论》

克拉克.威斯勒《人与文化》