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声音的产生与钢琴音板特性

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宇宙创造万物,大自然创造了各种神奇的音乐,并赋予人们无限丰富的想象力。从古钢琴到现代钢琴的演变过程中,钢琴的发展一直在不断追求和改变。
这里笔者分几个部分谈谈物体振动、声音的产生与钢琴主要发声体——共振板之间的一系列相互关系、特性和条件。众所周知,声音的传播是通过物体振动辐射出去而获取,因此声音的大小、传递的速度、振动能量取决于振动体的性质,下面就钢琴的工作原理和发音体做一简单描述,当手指触动键子后,键子的尾端抬起通过一连串的杠杆活动传递给弦槌,使弦槌击弦。
琴弦的振动频率在27.5HZ-4186.01HZ之间,音板的振动频率范围应与之相匹配,过窄将使钢琴的音响受到影响,同时还应该均衡地反映全音域的音响效果。琴弦被激发振动,通过弦码传到音板,使音板被撼动,音板像滤波器一样,将良好的声音传递到空气中为人耳所接收,最终我们听到的钢琴音响即由此产生。音板把琴弦振动的能量、音量传播到空气中去。扩大琴弦的音量。并起到过滤作用,使传播出来的音应是和谐悦耳有一定响度和持久性。物体振动的频率越高,产生的音调就越高;反之,频率就越低,音调也越低。人们的听觉范围是在20Hz—20,000Hz之间。当然这一范围并不是一直不变的。随着人年龄的增长,听力会逐渐减弱;又或者当声波小于我们的听觉范围时(也叫次声波),我们听不到声音,但这并不意味着没有声音。一切事物都处在振动状态,振动便会产生声音,就如钢琴的音板。
钢琴音板是由共振板,肋木、静角斜框、音板框、弦码等组成,钢琴音板的选材绝大部分决定了声音的质地,音板一般采用质地较松软的鱼鳞云杉。因为较松软的木板机械阻抗较小,能量损耗也较小,较容易被振动,从而获得比较响亮、悦耳、持久性的声音。音板的厚度通常在8~10mm之间。共振板过厚、质量过大,而不易于振动,使钢琴不能产生良好的音响效果;若过薄,将会引起板面共振峰谷差异过大的现象,会破坏声音的均匀、协调。高档钢琴音板的厚度是从低音到高音,从薄到厚的渐变设计,制作起来非常麻烦,但对音响会有一定影响。
音板共振板条的拼粘方向,应当依照与中高音弦码相平行的原则设计。这样按照同一个方向倾斜拼粘成的共振板,后背再配置上与其方向相垂直粘合的肋木,有利于声波迅速传播到整块音板,共振板与肋木的纹理交叉排列使声波成网状传播,共振板与肋木胶合后成为拱形的弧面,以增加音板的强度,工艺要求音板上各共振板条的拼接要严密,不能有脱胶现象,整个音板要呈穹形凸起,肋木的两头不能有木材裂纹,音板的胶合要紧密,不能脱胶。我们弹奏钢琴发出的声音,不是直接来自弦的振动,而是从音板辐射出来的。音板的作用也就是把弦的能量利用自身的面积来推动空气振荡,这样不但增大了音量,也美化了音色,在声音辐射的过程中,如果这些木材在胶合过程中不牢固,或有木材缺陷,那么必将影响这台钢琴音质的纯净和使用寿命,又或者在使用过程中产生杂音
传统的钢琴制作音板的材料多数是用实木云杉。云杉的种类很多,它的生长环境、地理气候、生长速度,还有后期木材的加工处理、工艺技术、制造标准,都会直接影响产品的质量和音色。例如:东北云杉,生长速度快,价格便宜,广为厂家采用,但它的缺点是木质纹理宽,声音传递分散不集中,音色欠饱满;欧洲音板,生长较慢,木纹紧密、声音传递速度快,音色集中饱满,但价格昂贵,对厂家而言成本加大,因此,欧洲实木音板通常会使用在较高端的钢琴上,但实木音板也存在着加工的问题,实木音板开裂是一世界性难题。音板开裂通常不会影响声音的,无需解决,但是开裂严重会产生杂音,音板开裂的补救办法是用胶将木条填补入裂口,待胶干后,用刀把露出的木边去掉,再用砂纸磨平。近年来随着工业用材的日益紧张,许多厂家都相继使用了复合音板,复合音板是由多层薄木板黏合成一整块板后,再在底面黏上单板木皮而成,这种形式的复合音板,气候适应性更强,而且加工工艺也比较简单、选材不需要十分严格,适合大批量生产。
由于树木不断地被乱砍乱伐,或遭受自然灾害、火灾等情况,木材资源变得更加紧缺,各种传统钢琴使用的材料日益紧张。宇宙创造万物,大自然赋予人们无限智慧,各种工业代替品必将替代部分传统使用材料,就像塑胶钢琴击弦机已经在一些厂家悄然使用,我觉得后现代钢琴的发展会更加精彩。

 
关键词: 钢琴音板 古钢琴


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