19、声音的奥秘：乐器音调与强度解析

声音的奥秘：乐器音调与强度解析

1. 乐器音调的变化原理

1.1 吉他音调变化

在吉他上改变音调，关键在于改变琴弦振动部分的长度。当我们把琴弦按在吉他琴颈的品格上时，琴弦的张力基本保持不变，这使得琴弦上波的传播速度也不会改变。根据公式 ( f = \frac{v}{2L} )（其中 ( f ) 是频率，( v ) 是波速，( L ) 是琴弦振动部分的长度），当我们缩短琴弦长度时，波在琴弦上来回传播的时间会成比例减少，从而频率升高，音调也就变高了。

1.2 小号音调变化

小号的空气柱从吹嘴到开口处呈略微漏斗状，通过阀门可以改变空气柱的长度。对于 B 调小号（不按阀门时基音为 B），空气柱有特定的长度。当按下不同的阀门时，空气会被引入额外的回路，从而改变空气柱的有效长度。例如，按下中间阀门时，空气会进入一个小的额外回路；只按下第一个阀门时，额外回路的长度大约是只按中间阀门时的两倍；只按下第三个阀门时，额外回路长度大约是只按中间阀门时的三倍。也可以同时按下多个阀门，此时空气柱的总延长量等于所有插入的额外回路长度之和。

1.3 乐器音调变化对比

乐器	音调变化方式	原理
吉他	改变琴弦振动部分长度	频率与琴弦长度成反比，缩短长度使频率升高
小号	改变空气柱长度