第十期【演奏"女兒情"】如何自製(DIY)一支橫笛!
【前言】
上一期做一支排簫,這一期要做一支橫笛。順便預告下一期將做一支巴烏,多多關注哦!
【主題】
1.自製笛子吹奏《女兒情》。
2.如何自製(DIY)一支橫笛。
方程之聲【第十期】如何自製(DIY)一支橫笛?_騰訊視頻 https://v.qq.com/x/cover/n0551xni5s3/n0551xni5s3.html然後我宣布本期結束~~
結束之前我再多說兩句!
【如何計算橫笛振動頻率?】
橫笛和排簫發聲的原理非常類似,氣流吹過棱邊產生渦激振蕩,當振蕩頻率等於音管(諧振腔)的頻率時就會共振,從而在音管(諧振腔)內形成空氣的駐波振動。那橫笛和排簫的主要區別在於諧振腔的構造不一樣。雖然都是管狀,但是笛子是兩端開口的音管(一端是吹孔,一端是出音孔);而排簫是一端開口一端密封的音管。也就是力學上講的邊界條件的不同,這導致他們內部空氣柱振動的方式發生了變化。
首先要知道裡面振動形式是駐波,駐波的特點是:存在波腹和波節,波腹的振幅最大,而波節固定不動;波節與波節之間的距離=波長/2。
橫笛:因為兩端開口,所以兩端的空氣振幅最大,是波腹的位置,而波節位於管的中點。故,橫笛內部的振動為二分之一波長。
排簫:因為一端開口一端密封,封閉端看成是一個固定的靜止的壁面,所以空氣質點也是靜止(不能穿透壁面),是波節的位置;而另一端開口,空氣振幅最大,是波腹的位置。故,排簫內部的振動為四分之一波長。
因此同樣長度的音管,橫笛振動波長是排簫的一半,振動的頻率是排簫的兩倍。(圖中只是示意,不要被圖中的振動頻率誤導哦!)
對於笛子的管長應該計算從吹孔到音孔之間的距離。有了這個公式我們就可以計算各個音孔之間的位置了。我想設計一支G調的笛子,我們知道G調的音階是g(do),a(re),b(mi),c(fa),d(so),e(la),f#(si),如下圖所示。
可以根據其相應的頻率計算出音孔的位置,如下表所示
當然網上也有很多別人設計好的笛子的參數,您也可以直接參考。
【末端矯正】
實際上笛子的有效管長要比兩個孔之間的距離偏大一些,因此需要進行一個末端矯正。
Rayleigh給出了末端矯正量為0.62R,趙松庭先生在《笛藝春秋》中給出末端矯正量
。(R為管的半徑,r為孔的半徑,b為管壁的厚度)
我採用的方式是在較遠的地方打一個試音孔試一試,測出聲音的頻率從而算出末端矯正量。對於這支笛子的末端校正量為:26mm。(這個值與孔的直徑有關,所以盡量保證各個孔的大小一致)。
【八度超吹】
笛子和排簫的邊界條件不同,造成空氣駐波振動的方式不同,也造成他們有不同的泛音列。
假設橫笛的基頻為f,那麼他的泛音列的頻率為2f,3f,4f,5f,6f,7f,8f,9f,10f,11f......如果基頻為c1的話,它的泛音列為c2,g2,c3,e3,g3,降b3,c4,d4,e4,升f4。
(1)波長=2L,頻率=f
(2)波長=2L/2,頻率=2f
(3)波長=2L/3,頻率=3f
假設排簫的基頻為f,那麼他的泛音列的頻率為3f,5f,7f,9f,11f......(他只有奇數的倍頻)。如果基頻為c1的話,它的泛音列為g2,e3,降b3,d4,升f4。
(1)波長=4L,頻率=f
(2)波長=4L/3,頻率=3f
(3)波長=4L/5,頻率=5f
(圖中只是示意,不要被圖中的振動方向誤導哦!其實聲波是縱波~)
所以笛子使勁吹之後,音高剛好提高了一個八度。而排簫如果使勁吹,可以提高一個八度+五度。
當然沒有絕對,橫笛的管子很長,很容易吹出2f的平率,再使勁吹就可以吹出3f的頻率。所以又變成了五度超吹了。所以具體問題還要具體分析哦!~~
這一期就到這!
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