气鸣乐器纵横谈

摘 要：以气流击发声源体振动的乐器称为气鸣乐器。本文就气鸣乐器的原理、演奏技巧进行了简单的阐述。

关键词：气鸣乐器；原理；技巧

中图分类号：J621 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）05-0117-01

从声源体的结构差别来看，气鸣乐器要比其它类乐器复杂得多，它实际上是边棱音振动、簧振动、空气柱振动三种振动方式交错结合而成。

当一股气流射向一个管口尖锐的入口处（边棱）时，气流即分成两股，形成上下两列分离的涡漩，这时涡漩之间出现了空吸现象。由于管口的压强低于大气压而使两列涡漩相互吸引，产生碰撞而振动发声。这就是边棱音发声过程。而频率的高低变化决定于气流对边棱喷射的角度。在边棱音产生的许多范围内（要根据边棱角的情况而定），角度越大，频率越高。这是因为射流的角度越大，边棱处涡漩的碰撞次数就越多，频率就越高。此外，流速对频率的变化也有影响。一般情况下，随着射流角度的加大，流速亦相应加快，特别在频率跳动很大（如八度超吹）时，流速变化更为显著。在一定条件下，流量越大，对边棱施加的力越大，振幅就越大。当流量过大，使管内气压大于大气压力时，就会失去边棱音效应而失音。

边棱音效应在所有气鸣乐器上，都或多或少地起作用。长笛、竹笛、箫、竖笛和埙等乐器，是以边棱音振动作为发声源的，其它如唇振动乐器、簧管乐器、风琴类乐器和人声乐器都与边棱音振动有密切关系。边棱音可能美化它们的音色（减弱不谐和谐波的振幅），也可能丑化它们的音色（增加不谐和的成分）。特别是当它处于强迫振动的地位时，将出现极为复杂的共振现象。

中国是最早使用簧振动原理来制造乐器的国家。早在春秋时期的《诗经》中就有“吹笙鼓簧”的句子，足证殷、周时（公元前15世纪至10世纪）流行用簧制成的乐器。1972年长沙马王堆汉墓出土的竽，证实汉代已经熟练地使用点绿的原理来改善簧的发声。埃及在公元前4世纪出现了双管，而欧洲使用簧作乐器是公元十五世纪以后。

乐器上所用的簧是指用金属或植物制成的弹性薄片。它的一端夹持固定在封口或簧室，另一端可上下活动。当气流通过封口或簧室时，气流压力大于封口（或簧室）的气压，于是把簧片带向平衡位置的另一边，当簧的劲度和弹性恢复力大于气流压力时，簧以很快速度返回并越过平衡位置。这时气流再次将簧推向反方向，这样周而复始产生簧振动而发声。

簧的振动方式因两种不同安装方法而不同。一种方法是将簧装在封口的中间，簧片振动时可以经过封口做上下均匀运动，称为簧的自由式振动。笙、口琴、手风琴、风琴等乐器的簧都是自由式振动。演奏时无论进气还是出气，都能击发簧的振动而发声。另一种安装方法是将簧片安放在封口的上边。簧片振动时经过平衡点做不等距振动，称为拍打式振动。单簧管、双簧管、管子、唢呐等乐器的簧都是拍打式振动，只能在进气时击发簧的振动而发声。

簧振动的频率，决定了簧舌越长、越宽、越厚、密度越低，振动的频率就越低，反之亦然。因此只要改变上述四个因素中的一项，就能改变发音的高低。为风琴、手风琴的簧片调音时，往往在发音偏高的簧片根部（固定端）削去少许，从而降低发音偏高的弹性恢复力（劲度），使频率下降；在发音偏低的簧片顶部（自由端）削去少许，使簧片变薄，从而提高频率，在笙的簧片上采用传统的方法“点绿”，也就是在簧舌上贴上一点银珠（矿物质），加重了簧的自由端，从而降低了弹性恢复力，于是降低了频率。

在气鸣类乐器中，大多数乐器与空气柱振动有关。通常我们把以空气柱振动原理来制造的乐器称为管乐器。人类最早使用的管乐器是兽角与螺壳。我国的周朝已出现了两端开口的玉石律管。欧洲在两千多年前出现了用铜和银等金属制成的号角。

管就是用各种材料制成的中空的圆柱体。当管中的空气柱受到击发后，会产生纵方向上（与管长方向一致）的振动和横方向上（与管长垂直）的振动。同弦的振动方向相反，因为空气是流体弹性物质，所以空气柱振动以纵振动为主，决定了振动的基频和一系列谐波的频率。而模振动会产生高次谐波（即所谓柱面波）。由于空气柱振动中不同成分的纵振动和横振动的叠加，形成了管乐器的不同音色特点。