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180音乐声学与心理声学(第三版)
一种例外情况,它是利用两个钱相互撞击发出声音的。这类声源被称为
"脉冲"声。脉冲是非周期性信号(即波形不重复出现),其频谱是连续谱,包含所有频率成分。因此,任何打击乐器的声源都具有振动持续时间较短、包含所有频率成分的特点。所有乐器支持的振动模式都会被激发出来,每个模式都具有图4.21所示的拨动簧片的振动特性,即模式的振动频带越窄,其振动持续时间越长。(这种振动方式可以用小孩荡秋千作比喻。家长只要推一下,小孩和秋千就会以某一自然频率前后摆动,摆动的幅度逐渐减小为零。摆动位移随时间的变化曲线与图4.21所示的硬簧振动的时间响应相似。)
4.4.2打击乐器的声音修饰器
打击乐器的声学特征主要表现在所支持的各个振动模式以及击打位置与各模式的波节和波腹位置的相互关系(参看本章前面对拨弦和击弦的介绍)。打击乐器分为3类:棒振动乐器(如木琴、钟琴、金属键琴和三角铁等)、膜振动乐器(鼓)和板振动乐器(钱)。无论哪种类型的打击乐器,其自然振动模式频率之间不成谐波关系。但是,棒的纵振动模式是例外情况。棒的纵振动一般用涂敷松香的布料或手套击打产生。如果是两端自由的棒,其模式频率由式(1.20)决定;如果是一端固定另一端自由的棒,则其模式频率由式(1.21)决定。
当像木琴、三角铁那样击打棒时,产生的振动模式属于横振动模式。
这些模式频率之间不成谐波关系。横振动的高次模式频率与第一次模式频率之间的关系如下(Fletcher 和Rossing 1999):
对于自由放置在某个支点上的棒(如钟琴、木琴):fn=0.11030(2n+1'f;(412)其中,n为从2开始的模式次数(2,3,4...),f为第一次模式频率。
对于一端固定的棒(如金属键琴):
6=0.70144(2.988)f%
fn=0.70144(2n+1'f,(413)其中,n为从3开始的模式次数(3,4,5...),fA为第一次模式频率。