音乐声学与心理声学(第3版) 182


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  第4章乐器的声学模型167
  由簧片"式,即簧片比凹槽开口略小,当簧片向里或向外移动时,不会触及凹槽的边缘。当簧片处在静止状态时,由于簧片不完全是平面,具有一定的弧度,使其与凹槽之间形成微小的缝隙,如图4.12所示。
  簧片的长度可由调音金属丝或调音线圈进行调整。通过轻推使线圈上下移动,从而使振动簧片变长或变短,相应地降低或提高簧片的振动基频6。
  当与簧管对应的音栓和键盘上的按键按下时,簧片开始振动发声。
  参看图4.12,首先空气进入音靴,并通过簧片和凹槽之间的空隙进入共鸣管。由于簧片与凹槽之间的间隙很小,为了使气流能够进入共鸣管,音靴里的声压必然比凹槽内的声压大,使簧片倾向于关闭空隙,从而使簧片与凹槽的间隙变得更窄;当间隙变窄时,气流的速度变快,同时内外的压强差也变大;增大的压强差向簧片施加一个略微变大的关闭间隙的力;这个过程不断反复,最终使簧片加速向里移动,并快速完全地关闭间隙。
  由于簧片具有弹性,当间隙闭合时,气流的速度减小为零,这时簧片的弹性恢复力使簧片向平衡位置方向移动,间隙重新打开。由于惯性,簧片到达平衡位置后继续向外移动,然后停止,再向凹槽方向移动,这就像用手指使簧片离开平衡位置,然后松手,簧片会在平衡位置附近产生振动一样。随后,通过凹槽的气流得到恢复。这个运动过程形成一个周期并不断重复。
  当没有共鸣管时,簧片会以其自然(固有)频率振动。自然频率是指簧片被拨动后的振动频率。如果簧片被拨动后振动持续的时间较长,则很可能其包含的振动频率范围很窄;如果簧片振动持续的时间较短,则其包含的振动频率范围较宽,如图4.21所示。这种振动持续时间的差异与制作簧片所使用的材料以及簧片的固定方式有关。振动包含的频率范围较窄的簧片往往是由黄铜制成,并且采用刚性固定,称为"硬簧";
  而振动包含的频率范围较宽的簧片往往是由芦苇或塑料制成,采用柔韧的固定方式,称为"软簧"。参看图4.21,自然周期Tw与自然频率Fw之间的关系是:
  FN=一(4.11)