琴弦的横向振动和纵向振动分析
发布时间:2020-01-11 14:20:46

和琴弦⼀样,共鸣板也有模式振动,琴桥在面板上的位置,就和音梁和支架的位置⼀样重要,


它们对乐器的音色非常关键。在此阐明,琴弦同时在横向和纵向制造能量。

 

琴弦的横向振动和纵向振动分析

图片来源于网络


这两种模式有不同的量型,横向振动是上下运动,⼀侧到另⼀侧的复杂轨道,与琴弦长度平行。

 

纵向振动是直接通过有效弦长,同时有着两种形式:


第一种是直接通过琴弦中轴线⼀⼀作为弹性和张力改变的结果;


第二种沿着弦长度忽然的驱动琴弦能量到其中⼀个点。


纵向振动的两种形式远远比横向振动强,在有效弦长的任何⼀个点都是如此。


当横向震动的能量在全长度上分布时,最⼤振幅⼀般是在琴弦的中间,长纵向振动的能量,能传递到琴弦的每⼀个点。

 

琴弦的横向振动和纵向振动分析


琴弦在这两个方向的能量方式,可以延伸到乐器的设计上。


比如琴桥可以利用这些模式的⼀种或全部,我们可以想象一支原声吉他的面板,他有⼀个固定琴桥,


并且没有拉线板,这个面板几乎完全驱动纵向振动、纵向震动。


用力拉扯着琴桥,琴桥和面板与琴桥中心线为轴前后扭动,面板扮演了⼀个气泵(引发琴体内空⽓压缩和分散)。


琴弦调成标准音高时,在弦准和固弦锥处都有均匀的拉力,琴弦是有弹性的,⼀个010"的E弦在25.5"弦长上加了⼤约25斤的拉力,


弦准和琴桥会被拉向对方。琴弦在正确音高时,拉力产生的琴体伸展多1.5MM,琴弦可以多伸展⼀点点。


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#330H 海豚指板


当达到无法再伸展的程度时,持续还有同样⼤的拉力作用在上面时,就会损失音色,并且弦容易断。

 

当弹奏时,琴弦振动拉伸,弦准和琴桥之间的拉力增加,然后随着横向运动放缓,拉力减少。


在⼀瞬间,驱动向琴弦两端的能量,减少了琴弦的拉力,(伸展)然后会重复运动。


以正常拨弦力度,弹响E弦,会增加琴弦拉力1~2磅;以6根弦计算,


总拉力就增加到14~15磅,仅仅一瞬间的事,当琴弦松弛下来时,压力减少


琴弦的横向振动和纵向振动分析

#562H 月亮 琴头设计


在固定琴桥乐器上,琴桥/共鸣板的系统,是由琴弦的纵向振动驱动。


琴桥利用了大约60%的能量,另外40%被琴颈,上弦枕,弦准吸收。


被乐器使用的用来制造音调的是哪些,以及被乐器本身吸收和衰减的是哪些?这些是另⼀回事


琴弦的横向振动和纵向振动分析


但这为我们找到⼀个非常好的缘由⼀⼀制造坚硬稳定的琴颈,并能很好的和琴体结合,


高密度的骨质或类似的上弦枕,和严格的固定调节系统。琴颈吸收越少的能量,驱动琴桥的能量就越多。


琴弦在琴桥上产生的角度被称为琴弦折角,也有⼈叫倾角。


琴弦的横向振动和纵向振动分析

乌托邦吉他琴弦折角


想象⼀下,如果琴弦几乎是直的,贯穿过琴桥,那么除了琴弦杂音,你什么都听不到。


角度越⼤,琴弦驱动向面板的能量就越多,但这有⼀个上限,过大的压力会导致琴桥或面板破裂。


⼀些制琴师主张,琴桥高度是声音制造过程中最重要的事,


仅考虑琴桥自身高度是没有意义的,琴桥高度和高品位手感有关系。

 

另外⼀个要素是琴颈角度,琴颈高度和琴颈角度,共同参与调整,琴弦在琴桥上面的位置,这对琴弦折角是有影响的。


越⼤的琴颈角度,琴桥高度越高,同时琴弦折角也会增⼤,反之亦然。


琴弦折角不等于琴桥高度本身,它决定有多少压⼒作用在面板上。