钢琴的构造与发声原理

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谭渊

重庆幼儿师范高等专科学校 404100

摘要

钢琴的音域宽广,音色动听,使用范围十分广泛,入门也很容易,但除了学习弹奏的技能技巧之外,我们还得了解钢琴这件乐器本身的构造和其发声原理,这样才能在真正了解这件乐器,才能发挥出乐器的特色。本文介绍了钢琴的基本构造,对钢琴发声原理进行了分析和探讨,最后对立式琴和三角琴的的不同构造和工作原理进行了对比。


关键词

钢琴构造 钢琴发声原理 立式琴与三角琴区别

正文

钢琴的音域宽广,音色自然动听。既有嘹亮恢弘的音响,又有绚丽多彩富于变化的音色和多声部立体的音响组合,其丰富的表现力可以与一个交响乐队媲美。可以说,一架钢琴,就是一个独立完整的音乐世界。

钢琴的使用范围很广,它拥有所有乐器独奏曲里最大的曲目量,独奏时,有丰富的各个时期、不同风格的各类乐曲可以选择。如果想合奏,还可以四手联弹,八手联弹或者双钢琴演奏等。除此之外,由于钢琴本身的独特性能,钢琴还可以与其他各类乐器及人声合作,这让它成为了各乐团、乐队里常用的合奏乐器,同时钢琴还是各类音乐会和音乐教学中最常用的伴奏乐器。

钢琴入门简单易学,初学者不用多久即可弹奏出完整的钢琴小曲,因此,在众多乐器中,钢琴一直备受人们的青睐。

学习乐器当然要从了解这件乐器开始,这样我们才能更好的运用。那么钢琴的基本结构有哪些呢?它是怎样发出优美的琴声的呢?下面,我们就来了解一下钢琴的构造与发声原理。

一、钢琴的构造

钢琴主要由琴壳、踏板、音源结构、击弦机系统等几个部分构成。

1、琴壳

琴壳是我们最容易看到的钢琴组成部分,整个外壳组成一个比较规则的箱体结构,除了美观和支撑保护内部结构外,这个封闭的空间也是一个共鸣箱,它的作用是减少声音共振,最大程度还原出最真实的声音。

2、踏板

踏板一般为三个,分为右踏板、中踏板和左踏板。最常用的是右踏板,中踏板是持续音踏板,左踏板是弱音踏板。

3、音源结构

钢琴的音源结构包括琴弦、铸铁骨架、音板等部分。

(1)琴弦是钢琴音源的最重要部件之一,是钢琴发声的振动体。钢琴的琴弦一共有三种:一音一弦;一音两弦;一音三弦。

(2)钢琴的琴弦具有非常大的张力,铸铁骨架就承载着琴弦的张力,整台琴的琴弦张力加起来能达到20吨左右,如果没有钢铁结构的铸铁骨架支撑,钢琴便会坍塌。

(3)音板

如果只靠琴弦的振动,在空气中传播的声音会很小,音板的作用就是承受来自琴弦的振动而增强音的幅射,加强其原有音响并过滤不良的声音,使人们听到优美的琴声。简单地说就是产生共鸣,放大声音。立式琴的音板在铸铁架后方,三角琴的音板在铸铁架下方。

4、击弦机系统

击弦机系统最重要的钢琴部件。它包括钢琴键盘、制音器、榔头等部件,由5000多个精密零件组合而成。

键盘是我们直接接触的钢琴部位,我们的手指通过键盘与钢琴相连。现代钢琴键盘共有88个键,其中白键52个,黑键36个。

制音器的作用就是制止琴弦的振动发声,当我们弹下琴键时,制音器就离开琴弦,琴弦受榔头敲击振动发出声音;当我们手指离开琴键,制音器就回到原位,琴弦停止振动,声音消失。

榔头是敲击琴弦的琴槌,由羊毛毡包裹木材粘接而成。

二、钢琴的发音原理

 那么是什么导致了我们听到的琴声千变万化呢?

 这就要需要了解钢琴的发声原理,通过前面对钢琴构造的了解我们知道,琴弦是钢琴的发声体,是钢琴的音源,那么琴弦是如何发声的呢,首先我们来看一下击弦机系统是怎样工作的:键盘受到向下推力,然后通过击弦机的传导系统,推动榔头敲击琴弦,使之产生振动而发声,键盘和榔头通过杠杆原理相连。

那么是什么因素导致琴声的千变万化呢?答案是——速度。如果仔细观察,我们会发现,榔头到琴弦的距离是恒定的,无论你用什么样的方式触键,每个榔头的运动轨迹和运动方式也都是一样的,它们永远做着相同的运动。唯一使声音产生变化的,是榔头的运动速度。我们发现,速度慢时,声音会轻;速度快时,声音会响。当榔头以不同的速度敲击琴弦时,所发出声音的音质与音色都是不一样的,因此钢琴音色的变化是由榔头的击弦速度变化引起的。那么是什么引起榔头击弦速度的变化呢?是键盘推进速度,键盘通过杠杆与榔头相连,键盘推进快则榔头击弦快,键盘推进慢则榔头击弦慢。而键盘的推进速度又是受演奏者的触键方式所决定的,也就是说演奏者的触键方式决定着键盘的推进速度,键盘的推进速度决定着榔头的运动速度,榔头的运动速度决定着琴声。因此不同的触键方式会引起钢琴音质和音色的千变万化。我们可以通过改变触键方式来控制击键的速度,进而控制榔头敲击琴弦的速度,从而更好的把握音质和音色,改善声音质量。

本次课最后让我们一起来了解下三角琴和立式琴的区别。除了外形和大小外,三角琴和立式琴到底哪些方面不同呢?

首先,三角琴和立式琴击弦机工作原理不同。仔细观察立式琴和三角琴,我们会发现,立式琴是水平敲击琴弦,然后借助弹簧的力量回到原位,三角琴的榔头位于琴弦的下方,击弦后靠自重返回原位,相对来说灵敏度比立式琴更高,因此三角琴的单键连击能力每秒可以达到14次,而立式琴最多只能7次。同时由于三角琴触键要克服重力作用,因此琴键会显得稍重一些。这就是很多同学在弹奏三角琴时感到弹不下去,用不上劲,演奏时手指容易失控的原因。

其次,踏板的设计不同,除了右踏板的功能一致外,其余两个踏板都有较大不同。

最后,由于构造的不同,导致琴弦排列和长度不同;共鸣箱体、音板的大小与放置方式都不同。立式琴的琴弦和音板都在密闭的琴壳音箱内部,导致声音比较闷,而三角琴琴弦和音板都水平排列,打开琴盖后,声音向四周传播,声音的空间感更明显,更有立体感。这就造成了他们声音表现力的不同,三角琴能够展现更丰富的音色,具有更立体音响效果,变化更加细腻多端。因此,不常弹三角琴的人往往会感觉到弹出来的声音与自己记忆中的声音有很大的区别,很不适应,造成演奏失常。所以同学们有机会要多弹弹三角琴,尤其在考试和表演之前,这样才能适应三角琴的特性,增强演奏效果。

 

参考文献:

[1] 但昭义.论钢琴演奏声音的技巧原理及其应用[J]钢琴艺术杂志,2019.

[2] 马伟.钢琴的种类及构造[J]演艺设备与科技,2007.

[3] 车莹莹.钢琴内部构造与音色的关系[J]大众文艺,2016.

 


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