[分享] 長笛發聲原理(待修正)

看板Flute (長笛)作者ym90184 (嘴嘴)時間6年前 (2018/05/08 07:54)推噓12(12推 0噓 98→)

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前陣子有幸接到一個工作是台灣某個樂團委託設計公司製作影音互動教學系統的案子因為老師介紹讓我去幫助他們做樂器的拆解3D圖和樂器的介紹剛好前三個樂器其中有一項是長笛看了前幾篇文章發現有些人對長笛的發聲原理不太了解趁著晚上睡不著把影片節錄下來給大家參考 https://youtu.be/YWAjX7R1-Ms

因為這APP的對象是沒有學過樂器的民眾與小朋友所以只介紹了粗淺的概念，並沒有很深入這邊用文字解釋一下長笛是管樂團(交響樂團)中唯一一項吹口外放的樂器當吹長笛時大約有1/3吹出來的氣流是在外部形成一道氣柱，也就是我們說的氣簧而另外的2/3經由吹口切開進入長笛的管身內部，形成螺旋的氣流在管身內旋轉當氣流在螺旋轉動時中間會有一道反方向的氣流從第一個開孔鍵外部吸入空氣流向吹口 (記得小時候去台中科博館地下室有個實驗室可以看到龍捲風氣流的流向，跟長笛的內部氣流道理是相同的) ========================================================================== 這裡先定義一下不同氣流的代號吹出來在外面的氣是A1 在管體內螺旋動作的氣流是A2 音管體內螺旋的氣流吸回來的氣流稱為A3 假設空氣中的氣壓為一大氣壓吹出來的A1會因為管身內吸回來的A3氣流在吹口處往上衝此時A1的氣壓大於一大氣壓當接觸到空氣時氣壓會逐漸減弱，當低於一大氣壓時會被氣壓壓下來壓回來的同時又會被A3氣流往上推而這樣的反覆作用產生震動，進而產生聲音。所以用手指將吹口擋住時會阻礙A1與A3的流動而沒有辦法發出聲音。每把樂器的焦距(A1氣流長短)不同，改變A1焦距會產生不同的頻率泛音也會增加或減少(音色豐富度改變):ALTUS製作者田中修一老師講座時有提到此時氣簧的震動會傳導至管體，待會再來討論這個問題 =========================================================================== 現在鏡頭轉到A2 越靠近吹口的A2氣流流速越快，氣壓也越大而越靠尾管的氣壓會逐漸解弱，所以短笛的管徑越靠尾端管徑越小是為了增強流向尾端的氣壓。長笛按的按鍵越少，A2的氣壓會越大，產生的A3氣壓越大流速也越快。此時在吹口與A1氣流推擠也會越激烈，產生更高的振動頻率。而按鍵按的越多時A2氣流的能量會逐漸減少，A3也會隨著降低能，與A1推擠氣流的力量就沒那麼大，頻率會降低。若按鍵的開闔度過低，會產生音準偏低或聲音變悶的現象有能是開闔度不夠時對流的A3氣流沒辦法順利流進管身所造成反之開闔度過大有能會音準偏高或音色太亮等現象 ============================================================================ 以下是我的推導在高音域的替代指法是為了改變管體中A2的氣壓產生不同流速的A3 讓A1可以發出適當的頻率不同的指法A3的流速與能量都不同，雖然與A1作用時會產生一樣的震動頻率，但是在音色與音準上會有差異性當然每支樂器製作的技術與Know how不同會有更多差異性這在其他的木管樂器上會有更多的應用，像是薩克斯風的高音泛音 ============================================================================== 氣簧在震動時會傳導到管身，而傳導的途徑是氣簧->唇墊->吹口台->頭管->頭管接合處->管身->尾管接合處->尾管其中頭管還包含了反射板、軟木、頭冠等等管身也包刮了音孔(焊孔拔孔)、鍵柱、按鍵等等而不同的材質會有不同的重量與密度和傳導性，吹起來的效果也不同所以在初階鍍銀的長笛上會有唇墊、吹口台或接合處全銀的設計這也是為了增加重量與傳導，提升音色市面上有種東西叫做音橋，它的作用是裝在不同部位的接合處，或樂器轉彎處接合處是為了增加傳導，轉彎處(尤其是銅管樂器)會因為彎折管體時產生厚薄不均和氣流傳導的問題所以用手握住管身或加裝配件吹時會感覺到音色變化有能是增加了重量，也有可能是管體的震動被壓制住了 ============================================================================== 再來討論開孔閉孔的問題 A2氣流在管體內旋轉時接觸的每個部位都會影響他的流速與能量當按鍵是閉孔時流經按鍵的部位時因為接觸面是金屬，被吸收的能量比較小，氣流可以保持一定的能量與流速當按鍵是開孔時流經按鍵時接觸面是我們的手指肌膚，因為肌膚較金屬軟，所以被吸收的能量也比金屬還要多，這時產生的音色會不同當然還有因為開孔增加的容積問題，這裡不做討論所以不同的皮墊和反射板的材質與造型也會造成不同的音色效果 ============================================================================== 後記: 一打下去發現有越來越多要打的東西，好像偏離了主題，但是又圍繞在發聲原理周圍一定有很多東西是我沒想到或是有缺失的部分，有想到再來補充長笛的發聲原理是我參考鄭德淵老師的著作《樂器的科學》一書網路上有很多提到長笛的原理，但是很多都講得很膚淺或不清不楚當然自己在做這部分時也發現有一定的難度在關於這個APP因為尚未上架所以我的影片先設定為不公開等廠商確認上架後在公開我想會比較好我知道版上有很多的技師前輩和長笛老師比起來我只是個鼻屎大的菜鳥如果上面的解釋有錯誤或不足的地方，也請各位多加指正與補充 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.229.6.77 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Flute/M.1525737267.A.1AB.html ※ 編輯: ym90184 (36.229.6.77), 05/08/2018 08:21:08 ※ 編輯: ym90184 (36.229.6.77), 05/08/2018 08:41:47

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milleniasho

05/08 15:50, 6年前 , 1^F

05/08 15:50, 1^F

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