与物理零距离/走进理科王国

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箫是一种流行于中国民间的吹管乐器，它的音量较小，音色柔和。唢 呐也是 一种吹管乐器，它的声音高亢明亮。管乐器是一些一端封闭而另一端开口 的管 子，人用嘴吹动簧片或哨子之类的振动器件，激发管内的空气柱振动而发 声。西 洋乐器中的单簧管、双簧管、长号、圆号、长笛、短笛等，以及民族乐器 中的笛 和笙也都属于这一类。 锣是打击乐器，它是各种类型的民族乐队中必不可少的打击乐器。鼓 也是一 种打击乐器，它在管弦乐队、军乐队、民族乐队以及爵土乐队中都占着重 要的地 位，在我国民间的喜庆活动中，敲锣打鼓也是不可缺少的乐器之一。打击 乐器是 指用器物(如棒、槌)打击膜、板、棒等东西，使之振动而发音的乐器的总 称。 民族乐器中的锣、鼓、梆子等也属于打击乐器。这类乐器的激振器件与共 鸣器件 常常是同一件东西，振动形式都是靠外力击打乐器使之振动而发音。 电子琴属于电子乐器类，它是现代科学技术的产物，可以模仿各种不 同乐器 的音色，如长笛、黑管、小号、圆号、提琴和钢琴等。它除了能模拟各种 传统乐 器的演奏外，还能模拟人的歌唱声、大自然的鸟呜、风声等。电子琴完全 由电子 振荡器来完成音阶的组成，它依靠音色合成网络，能演奏出几十种不同音 色的乐 器声音。电吉他和电提琴也属于电子乐器，它们是在原来乐器的基础上， 增添了 电子扩音系统和音色变化装置，大大改善了原有乐器的表现能力。 显而易见，从上述说明中我们不仅知道它们是怎样发声的，而且还知 道它们 各属于哪一类乐器，从而为知道它们各自的发音机理奠定基础。 我们知道钢琴是属于弦乐器。为什么按动钢琴的琴键，钢琴就会发出 高低不 同的声音呢？弦的长短和弦的张力是弦发音高低的重要因素。弦振动得越 快，弦 的张力越大，声音就越商。因此，振动快慢决定了声音的高低。 一、打击乐器 根据我们所受的音乐训练，节奏应该是一首乐曲的灵魂，所以，打击 乐当然 必不可少。 鼓是最流行的打击乐器，可是大家注意过没有，如果敲击一个双面鼓 的一 面，例如敲击印第安人所称的汤姆——汤姆鼓的一面，那么两个面都会振 动起 来，尽管在某一任意的瞬间不是两个面都振动。 显然，振动是从一个面传送到另一个面，而每一个面几乎又周期性地 停止运 动。为什么会出现这种现象呢？鼓膜会因共鸣而振动吗？能量前后传递的 频率是 由什么决定的？ 假定一面鼓膜在振动，而另一面没有振动。运动的鼓膜由于推动着两 个膜之 间的空气，开始激励起另一面鼓膜发生振动。但是，当第二面鼓膜开始振 动时， 由它所推动的空气阻止了第一面鼓膜的振动，最后使第一面鼓膜的振动停 止。到 了空气使第二面鼓膜的振动达极大值，而使第一面鼓膜完全停止振动的时 候，情 况就相反了，然后空气把振动叉传送回第一面鼓膜。 这就是双面鼓的振动情况，不过别忘了，我们关心的是如何做一面鼓 。 有人听到过一种用汽油桶做成的乐器吗？这种乐器名叫“钢鼓”。 用汽油桶怎么能做成乐器呢？这是我们最关心的。因为知道了这个道 理，我 们就可以自己动手做一只了。 1945年，特立尼达和多巴哥人民在庆祝第二次世界大战胜利结束的狂 欢游 行中，把炼油厂扔弃的55加仑汽油桶截开当做乐器来喧闹气氛。其不凡的 音色 引起了人们极大兴趣和注意。后来，经过进一步试验，制成了这种出色的 敲击乐 器——“钢鼓”。 这种“钢鼓”是截取汽油桶底部的一节，使桶底朝上并把它弄成锅形 ，再在 上面开凿线糟，并把锅面分成面积和凹度不等的若干小块。这样，有几个 到二十 多个音的“钢鼓”就初步做成了。 “钢鼓”的鼓槌是顶端裹有橡皮的两根小木棒。用这两根小木棒在鼓 面上按 着一定的部位顺序敲击，同时改变击奏的力度就可获得各种不同的完整音 阶，并 可使“钢鼓”从低音到高音配成乐队。“钢鼓”的音色明亮甜美，包含丰 富的泛 音和颤音。因此，一个技巧娴熟的钢鼓乐队完全能够奏出弦乐、木管、铜 管或管 风琴的音响效果来。 汽油桶应该不是很难找，没有的话用油漆桶也可以，至于如何调整鼓 的音 色，那就看我们自己的智慧了。 如果做铁皮鼓觉得麻烦，这里有个简单的乐器。 谁都知道水杯是一种很好的打击乐器。同样的酒杯，分别注入不同量 的水， 用筷子敲击，就会发出高低不同的音调。如果注入的是其他液体，音调又 会不 f司，把这样几个酒杯排列在一起，就是一架音色优美的编钟，声音还挺动 听呢。 普通的玻璃杯也行，但高脚葡萄酒杯效果更好。高脚杯回声大，用手 指一敲 杯口，就能发出悦耳的声音。有时声音很大，连整个屋子都听得见。这是 为什么 呢？原来，当我们用手指敲高脚杯边缘时，杯子就会发生振动，这个振动 和玻璃 杯原来就容易产生的振动(叫固有振动)相配合，其振动就越来越大了。如 果此 时向杯中注入半杯水，你就会看到水面因振动而形成的波纹。 可以用玻璃杯做个实验，也可以试试用酒杯能不能演奏出动听的乐曲 。但要 记住，如果要使实验成功，必须在实验前用洗涤液把玻璃杯洗干净。P4-5