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音理知识基础:音

 1.声音的基本性质

  在自然界中充满了各种各样的声音,从表面看来,产生声音的办法有很多,可能由摩擦产生(比如用钉子划玻璃)、由碰撞产生(比如用锤子敲铁板)、由气息的流动产生(比如风刮过树梢),但追根究底,声音的发生有三个必须条件:一是振动体、二是传播媒介、三是动力。振动体刚才已经提到了,如果没有玻璃、铁板,自然发不出声音;传播媒介就是将振动体产生的振动传到我们的耳朵中的渠道,假设使一个物体在真空中振动,我们将会听不到任何声音,这个传播媒介是什么就无需证明了;动力的意思更容易理解,如果玻璃和铁板静静地躺在那里,谁也不去碰它,它是绝不会发出声音的,只有通过摩擦、打击使它振动,才会响起来。

  声音有四个方面的性质:高低、长短、音色和强弱,这四个性质说明了一个音的全部特征。

  音的高低是由振动体的振动频率决定的,在单位时间(每秒)里振动的次数越多,发出的声音就越高。计量音高的单位是“赫兹”,如果一个音是440 赫兹,就意味着它的频率为每秒钟振动440 次。人类的耳朵能够感受到的频率范围大约是每秒16 次至20000 次,但音乐中使用的范围远没有这么宽,其最高音只到4000 赫兹左右,其中人声能够唱出的范围更窄,大约从60 赫兹到1000 赫兹。音的长短取决于振动的持续时间,强弱取决于振动的幅度,这两点容易理解,无需多加解释,比较复杂的是音色的差异。音色的区别产生于泛音成份和振动波形的不同,波形的发生原理又牵扯到振动体的形状、材料及共鸣条件等等。关于泛音我们将做一些介绍,而波形的分折已经完全属于声学和电子学的范畴,与基本乐理关系不是很大,就不在这本书中介绍了。对于音乐学习者来说,需要做到的是能够分辨不同的音色,而不是从物理的角度进行研究。

  2.乐音、噪音和泛音

  由于形状和质地的差别,使得有的物体产生规律的、频率相对固定的振动,可以明确地分辨其音高,这样的音叫做“乐音”。如果振动的成分很复杂,就会同时产生许多不同的频率,无法分辨其音高,这样的音叫做“噪音”。在音乐中,当然是以乐音为主要成分,但噪音也被广泛地使用,比如说鼓、镲、沙锤就是噪音乐器。即使乐音也包含着许多不同的频率,这些次要的频率称为“泛音”。

  以一条弦为例(见下图):

  当全部弦长振动时,发出一个主要的音,即“基音”,弦的二分之一、三分之一、四分之一等各部分同时也在振动,发出频率各不相同的泛音。只有专门仪器才能发出不含泛音的单一频率,我们听到的乐音都是包含许多泛音的。

  3.乐音体系

  音乐中使用的全部音高合在一起称“乐音体系”。之所以说全部“音高”,是因为在研究这方面的内容时不考虑音的其它三种性质(长短、强弱和音色)。乐音体系中的每一个音都有固定的音高和固定的名字。钢琴键盘是乐音体系的非常直观的体现,它包含的88 个键基本上就是乐音体系中的全部音级,其白键和黑键的排列方式又与音名完全一致。

  这88 个音分作若干组,每组称为一个“八度”。相差一个八度的两个音之间频率比正好是二比一,假定有一个音的频率是440 赫兹,那么比它高一个八度的音就是880 赫兹。当两个音的频率比是这样的关系时,它们发出的声音非常协调,听来就象一个音一样,这个现象叫做“八度相似性”。八度相似性为乐音体系的分组提供了物理依据。将一个八度按照振动数平均分成十二等份,就产生了十二个音。其中每两个音之间的距离叫做一个“半音”,或者“小二度”;每两个半音构成一个“全音”,或称“大二度”。这十二个音都有名字,不过基本音名只有七个,用字母C、D、E、F、G、A、B 表示,其它五个音的名字是在基本音名的前面加上升、降号来表示的,比如降E、升F 等等。下图是一个钢琴键盘,注意每一组中音名的写法是不一样的。在靠近键盘中间位置的C 音称为“中央C”,它左边的一组用小写字母标记,叫做“小字组”;由小字组向上(即向右方)的各组依次称为“小字一组”、“小字二组”..,其音名为小写字母的右上角注明阿拉伯数字1、2、3、4,例如c,a#p#分页标题#e#1,b1,g2,d3,c4 等;小字组左边的一组用不加标记的大写字母表示,称作“大字组”;大字组左边则依次称为“大字一组”、“大字二组”,用大写字母加阿拉伯数字表示,例如A,A1,C2 等。这样,就使得每个名字只指一个音,绝不会混淆。

  4.音名和唱名

  刚才讲的字母系统叫做“音名”。音名是固定的,比方说无论在什么调中,C 音的音名总是C(或者C1,c 等等)。但是非基本音级的五个音(即钢琴上的黑键)各有两个名字,这是因为它们既可以在低一级的基础上升半音,也可以在高一级的基础上降半音,即升C=降D,升D=降E,升F=降G,升G=降A,升A=降B。

  音名的优点是可以明确地指明每一个音,在理论著作、教材和研究、介绍等工作中是必不可少的,但在演唱、演奏中却不大方便。事实上,绝大多数人在读谱时不用音名而使用“唱名”,即do、re、mi、fa、so、la、si这七个音节,每个音节代表一个音级。在固定唱名法中,这七个唱名与音名中的七个基本音级完全吻合,也就是说,不论在什么调中,C 总是唱作do,D总是唱作re,E 总是唱作mi,F 总是唱作fa,..;但是在首调唱名法中,唱名随着调的不同而改变。比如说G 音,在C 大调中唱作so,在G 大调中唱作do,在F 调中唱作re。

  5.音域和音区

  音域是某种乐器或人声能够发出的全部音高范围。比如说,钢琴的音域是A2 到c5;小提琴的音域是g 到g3(或者更高);女高音的音域一般为c1 到a2。对于乐器而言,音域的下限一般是固定的,也就是说无法发出比规定音域更低的音,但是上限会由于演奏水平和乐器质量的差别而有所不同,在键盘乐器上当然没有这个问题,但是在管乐器(如小号、单簧管、笛子)和弓弦乐器(如小提琴、二胡)上这种差别十分明显。对于人声来说,音域的上限和下限只是一个大概的范围,比如同为女高音,有的人音域宽达三个八度(但这只有很少几个人能做到),有的人却只有一个半八度,这主要取决于生理因素,但与训练水准也有很大关系。

  为了表述上的方便,人们通常将所有的乐器或人声的音域都分作三个音区,高音区、中音区和低音区。就同一种乐器或人声而言,三个音区的音色有很明显的区别,一般而言高音区明亮、中音区坚实、低音区浑厚。由于各

  种乐器、人声的音域是不一样的,所以音区完全是一个相对的概念,例如:单簧管的中音区是长笛的低音区,女低音的高音区是女高音的低音区。

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