赵子萱：不同触键方式下钢琴声音频谱研究-击弦机系统声学结构组成-钢琴声学构成分析-振动系统 250217

不同触键方式下钢琴声音频谱研究-击弦机系统声学结构组成-钢琴声学构成分析-振动系统

文/赵子萱（中国音乐学院）

图文转码/ 董焕琦

来源/中国优秀硕士学位论文全文数据库

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组成钢琴振动系统的部件，即琴弦和张弦结构，琴弦是振动的主体。弦由静止状态变成振动状态，便会产生音响。钢琴上的琴弦以分段的方式振动，由此产生基因与泛音。琴弦两端被固定住，琴槌敲击琴弦后，受琴槌的外力作用，琴弦向外力的方向发生位移，达到最大位移后又反向运动，回到初始状态，由于受到惯性作用，继续反向运动，重复上述过程。如此反复。这样的往复运动在动能量完全消耗完后停止，这就是弦振动的过程。这一过程中，弦从初始状态到其运动的最大位移即振幅，振幅大小决定响度的大小。每秒钟弦往复运动的次数（即振动次数）为弦振动的频率，频率决定音高的高低。

弦的长短与粗细同样影响声音的音高。由于钢琴体积有限，如果使用同样粗细的琴弦，那么低音区的琴弦长度或许超出普通房间的长度，为了解决这一问题，低音区的钢丝弦外缠绕铜线圈，这样相当于增加了琴弦的直径和质量，在张力不变的情况下，琴弦越粗，音高越低。相反，高音区的琴弦需要细琴弦，且长度越短，音高越高。为了克服由于琴弦粗细不均所带来的振动能量过于悬殊的差异，故在中高音区每个音由三根琴弦组成，即琴槌同时敲击三根琴弦，低音区每个音由两根琴弦组成，琴槌同时敲击两根琴弦，极个别最低音区只有一根琴弦。这样的做法使琴弦振动产生的能量得到均衡，从而使声音响度达到平衡。