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关于小提琴音孔作用和意义

小提琴的发声过程复杂而有序首先用弓子摩擦使弦振动;接着,码脚依靠在面板触地的压力传送此振动到面板;面板在水平方向振动的结果是将声音扩大及丰富其各级谐音;最后,背板感受和收到来自音柱传来的振动而垂直运动,把声音反射到F形孔外。也就是说,音孔是小提琴所有振动发音传出的要道,没有音孔的小提琴犹如闷葫芦,将不会发出美妙、悦耳的声音。由此可见小提琴音孔针对于提琴本身的重要性。
提琴家族的F状孔和古提琴家族中的c状孔、火焰状孔,有两种主要的声学意义。
首先一点便是减小支撑着琴码的面板的劲度:琴码的摆动除了受低音梁和音柱的影响,还受两音孔之间面板劲度的限制,两音孔上端圆孔之间木板的厚度和宽度是非常重要的,这种劲度的减低,在琴码和面板辐射区之间形成了一个适当的锥形过度。
另外一点便是形成亥姆霍兹共振器,使乐器最后一个八度的音得到加强:音孔不仅仅让通常超出频率范围的声音从音箱中释放出来,还同琴箱侧板一起组成亥姆霍兹共振器,亥姆霍兹共振器的频率取决于侧板的柔性和灵活性。

小提琴音孔
小提琴音孔

小提琴的声学品质一部分是由音孔的形态决定的,而音孔的形态又表现在其位置、形态、大小及倾斜度等方面。音孔的基本形态应该遵循以下几个方面:内缺口的位置线在面板外形顶端到下方195mm-196mm处;下圆孔在距提琴边缘大于11mm处;两上圆孔间距为42mm;两条主线中间处间隔至少为6.5mm;上下长度约为75mm。在此基础上,可以根据琴身中空气容量的基音升高或降低的需要,把音孔开大或开小。
从视觉角度讲,面板弧度稍尖时,要适当加宽F孔;面板弧度较平坦时,则要使F孔稍微变细。因为只有这样,才能从琴身正面看出音孔的原有形状。从声学角度讲,F孔大,则表明木材纤维的切割面积大,这样会使面板中部的硬度减低,易于模板振动,加大提琴音量,但声音会比较粗糙;F孔小,木材纤维的切割面积小,面板中部的硬度就会相对较强,这样,音量会变小,但音色会较为柔和。
总之,小提琴音孔的形态对其声学效果有着重要的影响,音孔在每支琴上的曲线变化和造型关系,对于小提琴成品的最终特性都具有深刻的意义。了解木材特性,把握提琴设计上的全部要素,具备丰富多面的知识和经验,对准确地鉴别优质提琴和了解提琴出处有着非常重要的作用。

小提琴音孔
小提琴音孔

小提琴音孔对于音色的影响:
小提琴箱内的空气因面板的振动使琴箱内空气受到压力,空气受压后,体积上发生容量变化而产生气体弹性,这个弹性对琴板的压力有反作用,压 力越大反抗越大,因此,对面板的振动产生阻抗作用。
开切面板音孔可使琴箱内的空气自由出入,以减少对琴板振动的阻抗而使之容易振动,同时音孔将面板的中央割断而划分为两个振动区,那么在面板因振动而变形时,就有了伸缩余地,不受侧板的牵连,减少对它的阻抗作用而自由振动,也使琴箱内的空气容积产生的琴箱共鸣音,可以从 音孔中传播出来。
因此,音孔对小提琴的音色也有一定影响,一般来讲,音孔形状越长,侧板对面板的振动阻抗越小,而面板的振幅越大,琴体强度降低,相反, 音孔形状越短,琴体强度增高,但侧板对面板的阻抗增大,使它不易振动,这时音孔的长短与面板的振幅和牢固强度则是一对矛盾。音孔的形状其横面越窄,在开孔时切断的木纹也就比较小,而使面板的强度增加,这是合乎科学原理的,相反如果用较大的圆形音孔时,音孔放大并不能增加小提琴声音的响度。
小提琴发音的强弱主要是由于琴板音振动的加强作用,音孔的大小虽能影响琴板音和琴箱音的频率,但实验证明,音孔要比原来的面积大25% ,才能使琴箱音升高半个音,而且,琴箱音没有提高的必要,故无需放大音孔的面积,再者音孔太大,切断面板的木纹太多,会影响面板的强度,这样非但不能加强琴音,反而使面板的振动会变得发音柔弱、细小。
总之,在一定限度内,音孔面积的大小与小提琴音色有密切关系,这种关系大体是音孔开切面积大,面板音本身的频率会降低,而使琴箱音提高,同时对琴箱内共鸣音的传播上,高频加强,声音比较明亮,低频却被减弱。相反,音孔面积缩小,琴板音本身频率提高,而使琴箱音降低,同时对琴箱内共鸣音的传播上会低频加强,高频削弱,有时会产生有如发闷的鼻音一样的音色。
小提琴音孔的作用:
小提琴音孔对小提琴声学品质和艺术风格的影响,几乎与琴板的厚度和弧度同等重要。音孔体的内侧缺口不仅确定了琴马的位置,实际上在未粘音梁之前,也把面板的上半部和下半部,划分成两块面积和质量相等的区域。这两个区域如同背板厚度区域划分的上下两半部都可以说是小提琴的肺,而音孔是小提琴的喉和嗓子。
1.由琴马传递到面板的振动,可在面板上横向传播到上下区域,扩大了面板的振动面积,对振动具有放大作用。这种放大作用除了与面板的弧度、厚度和木料的品质有关之外,音孔放置位置的正确性、两个音孔之间的距离、音孔的斜度等也起着重要的作用。
2.面板的放大作用对于制作者具有极大的引诱力,琴马虽然把琴弦的振动传递给面板,但同时由于它的压力也妨碍了振动的传播。人们就想加大两个音孔之间的面积,使它有更大的自由振动面。但无论是加大音孔之间的距离,或者不改变上珠之间的间距,仅拉大下珠之间的距离改变音孔斜度以扩大面积,这样虽然扩大了中间部分的面积,但由于琴弦的振动能量是有限的,因此琴马能够带动马脚下面板振动的面积也有限。结果是振动反而局限于中间区域,不能广泛地传播到整个琴板。推动背板的力量也更微弱,后果是琴声柔弱肤浅、缺乏谐波和泛音,弓拉弦时响应也不灵敏,小提琴的音色和可演奏性都受到影响。

音梁音孔
音孔

3.实际上琴声的连绵不断,除了振动在面板内横向传播外,面板通过琴马脚下的音柱把振动传给背板,背板起振后产生垂直方向的回顶。与此同时侧板也产生横向运动,加上琴箱内共鸣的空气通过音孔把振动向外传播,从而发出洪亮而又悦耳的声音。
4.音孔的位置、间距和斜度是古代小提琴制作大师们经过多代的摸索和改进而确定的,已成为提琴制作者们必定遵循的规则。如琴颈的中轴线要与尾木块的中线对准成一线,更重要的是这条线必须在音孔上珠圆心所在位置处,两等分中腰的宽度。克雷莫那学派非常重视琴颈应该与琴马、音柱、音梁、弦板、音孔上珠之间的区域处在一条直线上。两个上珠离琴边的距离要相等,两上珠内侧弧之间的距离必须与琴马的宽度一样,这里的误差常在0.5毫米之内。
5.两上珠内侧弧之间的间距基本上确定了马脚的宽度,以及音孔之间面板的面积。但若把琴马往音孔下端移动,即使音孔的位置是正确的,因为音孔下部有些向外偏斜,琴马所在处的面积变大,也会使振动局限于音孔的中间区域,从而减弱了振动的横向传播和对背板的推动力,使琴声浅薄虚弱、高音区发抖、低音区平淡,演奏时琴的反应不灵敏。
6.两个音孔之间的距离过宽,增加了中间区域的面积,无力的振动会使面板的叩击声变模糊。当然小提琴的音色也必然模糊不清。但距离过窄使中间区域的面积减小,同样会减弱振动,而且使面板的叩击声偏高,必然要减薄面板的厚度才使面板能更好地自由振动,以及达到需要的叩击声。薄的面板虽然声音较响,但不丰满、音色发噪不清晰。
7.安东尼奥·斯特拉迪瓦里制作的小提琴,音孔体斜度与面板的等高线基本平行,从侧面观察音孔与侧板的弧形相平行。这样安排使中间的振动区域排除了各种不利因素,所以在制作等高线时也要顾及音孔的位置。
8.为使音孔体的形状美观,音孔各处的宽度要相互协调,并保持弧形的曲线流畅。与珠的连接也要做到珠联璧合,故翅的直边与珠连接处的尖角略微修圆些,而在端头圆弧处保持为尖角。一些制作者在翅的直边尖角和端头圆弧与珠相连接的地方,各延伸一段过渡的弧线,使珠的形状变成椭圆形或一滴水珠状。
9.音孔体的宽度要恰当,过窄不仅安装音柱困难,琴声也会软弱无力而且发闷。音孔偏大虽然声音洪亮,但发涩刺耳音色不优美。

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