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第4章乐器的声学模型145
4.2.1拨弦声源的特性
当拨动一根琴弦时,弦会离开平衡位置产生一个小的位移,然后被释放。由拨弦产生的、提供给乐器共鸣体的声源特性,部分与拨弦的位置有关,因为弦所产生的振动模式多少与拨弦的位置直接相关。例如,当一根弦在中心位置被拨动时,参看图4.6中的中心垂直虚线,则在中心点为波节的振动模式(第2次、第4次、第6次、第8次、第10次等偶次振动模式)就不会被激发出来,而那些在中心点为波腹的振动模式(第1次、第3次、第5次、第7次、第9次等奇次振动模式)就会被最大程度地激发出来。如果拨弦位置在距离任一端1/4弦长处(参看图4.6中的其他垂直虚线),则在该点为波节的振动模式(第4次、第8次等)不会被激发,而其他的振动模式会或多或少地激发出来。总之,当两端固定的弦在距离较近一端d处受到拨动时,那些在该点为波节的振动模式就不会被激发出来,它们的次序是:
不被激发的模式=m-|(4.1)
其中,m为1,2,3,4...正整数,L为弦长,d为拨弦点到较近端的距离。
因此,如果拨弦点在距端点1/3处,则不能被激发的模式是第3次、
第6次、第9次、第12次、第15次等。值得注意的是,要使某个振动模式完全不被激发,则拨弦点的距离应该是弦长的某个整数分数,使得该模式的波节点与拨弦点正好重合。
这就是拨弦乐器提供给共鸣体的声输入。两端固定弦的各种模式的振动频率。与弦长、张力T和弦的线密度u有关,将计算横波波速的式(1.7)代入式(1.20)得:
其中,n为1,2,3,4,...,L为弦长,T为张力,u为弦的线密度。
最小的振动频率由式(42a)取n等于1时得到:
-品(420)