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176音乐声学与心理声学(第三版)
(Benade 1976、Hall1991)。如果铜管乐器的主体音管呈圆锥形,则其支持所有的振动模式(参考前面有簧木管乐器部分);如果主体音管呈圆柱形,则由于唇簧的压力控制阀作用,应视其为一端封闭的管,因此它仅支持奇次振动模式(见图4.18)。然而,由于增加了吹嘴和喇叭口,铜管乐器家族几乎都能够支持所有的振动模式,这些振动模式的频率成谐波关系。
图4.26铜管乐器的
基本结构
|圆柱形或圆锥形主管(通常长度可调)
喇叭口随着频率的不同,对来自管内的声波反射产生不同的影响。
Benade(1976)对此进行了详细讨论,在此对其结论进行总结。低频成分到达喇叭口的较窄部位时被反射回音管里,而高频成分则到达较宽部位时才被反射;当频率高于由喇叭口直径决定的截止频率(小号约为1500Hz)时,声波基本上不被反射。因此在乐器出口处增加一个喇叭口具有使有效管长随频率提高而增大的作用,从而使圆柱形封闭管(只有奇次谐波1f、3f、5f、7f等)各振动模式频率之间的关系改变,即各频率之间的间隔变小,这种作用对前几个振动模式较为明显。
在主管的另一端加上吹嘴也会对一些振动模式的频率产生影响。吹嘴一般由一个杯形空腔和一个称为吹嘴管的圆锥形短管组成,气流通过杯形空腔的小孔进入圆锥形短管。吹嘴存在一个共振频率,对小号来说大约是850Hz。由于用手掌击打吹嘴时会听到这个共鸣声,所以这个共振频率称为爆音频率(popping frequency)(Benade 1976)。吹嘴的加入会使有效管长增大,这种效应随着频率的增大而增强。Benade 注意到这种效应随着频率达到乐器的最高音区而稳定地加强,并且对于具有较低爆音频率的吹嘴而言,当频率逐渐提高时会呈现较大的总体长度变化(Benade 1976,第416页),因此,吹嘴引起的频率降低效应对高频振动模式的影响比对低频振动模式的影响大。