吉他為什麼會響，看看吉他的的工作原理

吉他是當今最流行的樂器之一，它可演奏各種風格的音樂——搖滾音樂、鄉村音樂和弗拉門科音樂都使用吉他，但卻創造出了完全不同的音色。早在16世紀時，人們就開始用吉他演奏音樂了，但在歷史進程中，這種樂器經歷了幾次大的改進。電吉他的發展是近期最顯著的改進，對吉他的流行具有重大意義。

無論您是音樂家還是僅僅喜歡聽音樂的欣賞者，您是否曾想過吉他的工作原理？音品有何作用？吉他正面的大洞有何作用？電吉他拾音器的工作原理是怎樣的？在本文中，我們將帶您了解吉他是如何演奏音樂的！此外，您還將學到不少關於音符和音階的知識。

吉他的部件

吉他是一種外形和音色都與眾不同的樂器。要了解吉他如何發聲，最佳方法是首先了解這種樂器的各個組成部分。本文將帶您首先了解原聲吉他，稍後我們再來看電吉他。

吉他可以分為三個主要部分：

琴身最重要的部件是響板，它是一塊安裝在吉他琴身正面的木片，作用是讓吉他發出足以讓我們聽到的聲音。響板上有一個大洞，稱為音孔。音孔通常呈圓形，位於中心，但有時會看到F形的雙音孔，與小提琴相似。響板上附有一塊片狀物，稱為琴馬，作用是固定六根弦的一端。琴馬上嵌有一塊薄而堅硬的片狀物，稱為琴鞍，用於支撐琴弦。琴弦振動時，振動通過琴鞍傳給琴馬，再傳到響板，整個響板就會振動。吉他的琴身形成一個中空的音箱，可放大響板的振動。如果您用音叉接觸吉他的琴馬，您就可以證明，讓原聲吉他發出聲音的正是響板的振動。（電吉他的發聲過程完全不同，本文稍後將進行介紹。）如圖所示，用塑料膜將一隻大碗緊密封口。（如果沒有粘緊，用膠帶沿碗邊緣固定塑料膜。） 將一根橡皮筋粘到繃緊的塑料膜中央，然後撥動橡皮筋。 與未粘在塑料膜上的普通橡皮筋進行比較，聽聲音的大小。 效果明顯不同！塑料膜大大增加了振動的表面積，所以聲音大得多。大多數原聲吉他的琴身都有琴腰或收縮部分。有了這個收縮部分，您就可輕鬆將吉他放在膝上。兩個增寬部分稱為音牆，上部音牆與琴頸相接，下部音牆上裝有琴馬。

琴身及音牆的尺寸和形狀與特定吉他產生的音調大有關係。兩把琴身形狀和尺寸不同的吉他，聽起來會有點兒不同。兩個音牆也會影響聲音：如果您把撥片丟進吉他琴身，先在下部音牆中來回彈，然後再在上部音牆中來回彈，就會聽出區別。下部音牆凸現低音，而上部音牆凸現高音。

包含音品的琴頸面稱為指板。音品是以特定間隔嵌入指板的金屬片，將琴弦向下按到音品上時，就改變了琴弦的長度，從而改變琴弦振動時產生的音調。稍後，我們將深入探討音品和特定音品間距。

琴頸和琴頭之間有一個部件，稱為琴枕。其上有凹槽，可容納琴弦。從音樂的角度看，琴鞍和琴枕是琴弦的兩個端點。這兩個端點之間的距離稱為吉他的有效弦長。

琴弦經過琴枕，裝在調音頭上，演奏者可通過增加或降低琴弦上的拉力來調音。

在幾乎所有調音頭中，都由調音鈕轉動，蝸桿轉動弦柱。

聲音、音調和音符

吉他是一種樂器，它存在的目的就是彈奏音樂。音樂是將音調排成一定的組合，並能讓感覺愉悅（即使不愉悅，至少也應有吸引力）。為了更好地了解音樂，我們首先看一下：「什麼是聲音？」

聲音是我們的耳朵可以察覺並處理的各種氣壓變化。為了能讓耳朵覺察到，氣壓變化的強度必須足以振動耳朵中的鼓膜。氣壓變化越強，我們覺察到的聲音就越大。

只有發生在一定頻率範圍內的聲音，我們的耳朵才能夠聽到。對大多數人來說，可聽到的聲音範圍在20赫茲（Hz：每秒的振動次數）到15,000 Hz之間，低於20 Hz或高於15,000 Hz 的聲音則無法聽到。

音調是以某一特定頻率重複出現的聲音。

點擊聽取440Hz的音調。（點擊對話選擇上的「打開」。）

該440Hz的音調可表示成類似下面的正弦波圖：

音調由一個頻率或少數幾個相關頻率組成。與音調相對的是幾百或幾千種隨機頻率的組合，我們將這些隨機組合的聲音稱為噪音。河流的聲音、風吹樹葉的沙沙聲、撕紙聲或將調至不存在的頻道時聽到的聲音都是噪音。

點擊聽取噪音。（點擊對話選擇上的「打開」）注意：這是一種讓人厭煩的聲音，請在播放之前調低揚聲器。

噪音不僅聽起來很隨機，繪成的圖形也很隨機：

音符是一種音調。但音符音調由少量音調集合而成，共同作用於人類大腦時，可讓大腦產生愉悅感。例如，您可能會聽到下列頻率的一組音調：

264Hz 297Hz 330Hz 352Hz 396Hz 440Hz 495Hz 528Hz 這種特定音調組合稱為大調音階。音階中的每個音調乘以特定分數，得出該音階中的下一個音調。下面是大調音階的工作原理：

264 Hz * 9/8 = 297 Hz 297 Hz * 10/9 = 330 Hz 330 Hz * 16/15 = 352 Hz 352 Hz * 9/8 = 396 Hz 396 Hz * 10/9 = 440 Hz 440 Hz * 9/8 = 495 Hz 495 Hz * 16/15 = 528 Hz

大調音階中為什麼選用這些特定分數？只是因為它們聽起來悅耳。聽：

點擊聽取大調音階。（點擊對話選擇上的「打開」。）

這些特定音調既有字母名稱，又有單詞名稱，比如：

264 Hz：C，do（乘以9/8得出：） 297 Hz：D，re（乘以10/9得出：） 330 Hz：E，me（乘以16/15得出：） 352 Hz：F，fa（乘以9/8得出：） 396 Hz：G，so（乘以10/9得出：） 440 Hz：A，la（乘以9/8得出：） 495 Hz：B，ti（乘以16/15得出：） 528 Hz：C，do（乘以9/8得出：）

該序列反覆循環。

像分數一樣，名稱也完全是任意的。只要這些音調悅耳即可。

值得注意的是，這兩個C調正好相隔一倍：264是528的一半，這就是八度的基礎。任何音調的頻率都可加倍，即「上升一個八度」，同時任何音調的頻率也可減半，即「下降一個八度」。

您可能聽說過「升音」和「降音」。它們是怎麼來的？上面所示音調音階為C調，因為是以C為起始音調來應用分數的。如果我們從D開始應用分數，頻率為297，那麼我們應該是「調為D調」，則頻率如下：

297 Hz，D，do（乘以9/8得出：） 334.1 Hz，E，re（乘以10/9得出：） 371.3 Hz，F，me（乘以16/15得出：） 396 Hz，G，fa（乘以9/8得出：） 445.5 Hz，A，so（乘以10/9得出：） 495 Hz，B，la（乘以9/8得出：） 556.9 Hz，C，ti（乘以16/15得出：） 594 Hz，D，do（乘以9/8得出：）

該序列反覆循環。

D調中297 Hz（D）、396 Hz（G）和495 Hz（B）的音符與C調中的相同音符完全一致。D調中的E音符（頻率為 334.1 Hz）與C調中的E音符（330Hz）非常相近。A音符也是如此。但這兩個調中的F和C比較特別。因此，D調中的F和C也是C調中的F#（升F）和C#（升C）。（注意：升F又名降G，升C又名降D。）如果您將分數應用於幾個不同的調，合併所有相同和非常接近的音符，然後再看留下的獨特升音，您就會意識到需要A#、C#、D#、F#和G#來處理所有這些調。

您會發現，合併所有這些調後，大調音階會給您留下相當多的選擇機會，讓您在樂器調音時隨意決斷。例如，您可將主調定為C調，然後將升F和升C定為D調，並將升D和升G定為……這會相當混亂。

繼續閱讀，了解如何解決這一問題。

平均律

長久以來，音樂界基本就平均律音階達成了共識，A音定在440Hz，所有其他音符都根據A 音調整。在平均律音階中，所有音符依次偏移2的12次方根（約為1.0595），而非我們在上文中看到的分數。這就是說，如果您拿任意一個音符的頻率乘以1.0595，就得到下一個音符的頻率。以下是平均律音階的三個八度：

82.4 E：第6根開放弦 87.3 F 92.5 F# 98.0 G 103.8 G# 110.0 A：第5根開放弦 116.5 A# 123.5 B 130.8 C 138.6 C# 146.8 D：第4根開放弦 155.6 D# 164.8 E 174.6 F 185.0 F# 196.0 G：第3根開放弦 207.6 G# 220.0 A 233.1 A# 246.9 B：第2根開放弦 261.6 C：「中調 C」 277.2 C# 293.6 D 311.1 D# 329.6 E：第1根開放弦 349.2 F 370.0 F# 392.0 G 415.3 G# 440.0 A：第1根弦的第5音品 466.1 A# 493.8 B 523.2 C 554.3 C# 587.3 D 622.2 D# 659.2 E：第1根弦的第12音品 看過此表後，我們再回過頭來聊吉他。我們來看看吉他的調音原理。如上所示，帶有12個明確音品的吉他具有三個八度。第六根開放弦的音最低，第一根弦的第12音品最高。以下是吉他上所有音符的實際分布。從該圖表中，您可以看到72個音品位置，但上面的表卻只顯示37個不同音符。因此，在吉他上彈出相同音符的方法有多種，人們經常利用這一點為吉他的所有琴弦調音。例如，您可將第一根弦第五音品的A音調為440 Hz。因為第二根弦第五音品的E與第一根開放弦相同，所以您可調節第二根弦，讓這兩個音匹配。與之相似：

第3根弦上的第4音品（B）與第2根開放弦上的B相同。 第4根弦上的第5音品（G）與第3根開放弦上的G相同。 第5根弦上的第5音品（D）與第4根開放弦上的D相同。 第6根弦上的第5音品（A）與第5根開放弦上的A相同。調好吉他的所有弦後，以440Hz的A作為主音，吉他就能彈出上表所示頻率的音符，我們稱之為調到了「標準音高」。

現在，問題轉變為：吉他如何產生上面所示的頻率小說？吉他用振動弦產生音調。任何繃緊的弦都會以特定頻率振動，該頻率由下列因素控制：

琴弦的長度 琴弦的繃緊程度 琴弦的重量 琴弦材料的彈性（橡皮帶的彈性遠大於風箏線） 在吉他上，您會發現不同的弦重量也不同。第一根弦像一根細線，而第六根弦是纏繞的，因此粗得多，也重得多。琴弦上的拉力由調音弦軸控制。開放弦的長度也稱為有效弦長，是琴枕到琴鞍的距離。大多數吉他的有效弦長為61厘米到66厘米。在某一音品處按下琴弦時，就改變了琴弦的長度，從而改變了它振動時的頻率。

音品是隔開的，因此在每個音品處按下琴弦可產生相應的正確頻率。確定音品位置可使用一個神奇數字，它就是17.817。以有效弦長為66厘米的吉他為例。第一個音品應位於琴枕下方(66 / 17.817)3.7厘米處，或距琴鞍62.33厘米處。第二個音品應位於第一個音品下方(62.33 / 17.817) 3.5厘米處，或距琴鞍58.82厘米處。第12個音品應位於琴枕與琴鞍正中間。下表顯示了所有音品位置，以及第一根弦每個音符的頻率（假定有效弦長為66厘米）。您是否注意到，雖然鋼琴、豎琴、曼陀林、五弦琴和吉他都用琴弦彈奏相同的音（頻率），但為何它們彈奏出的音色卻如此不同？如果您聆聽不同的樂器演奏，可以根據音色輕鬆識別每種樂器。例如，任何人都能聽出鋼琴和五弦琴的不同！鋼琴有88個鍵，音域超過7個八度。鋼琴最低音振動的頻率是27.5 Hz，最高音振動的頻率是4,186 Hz。

響板的特定形狀和材料、琴身的形狀以及吉他用弦彈奏這一事實都賦予了它與眾不同的音色。

有多種不同的方法可以用來修飾音色，以使樂器具有特定的音質。例如，如果吉他發出純音，440Hz的A音聽起來應該是這樣的：

點擊聽取440Hz的音調。（點擊對話選擇上的「打開」。）

下面是這個音調的圖形，它是純440Hz正弦波：

吉他對該音調的一項修飾是添加和聲。例如，如果撥動一根琴弦，它會發出純音，但也會形成和聲，是純音的兩倍、三倍甚至四倍。其他琴弦也會從琴鞍接收振動，並加入它們自己的振動。因此，您聽到吉他彈出的某一音符的聲音實際上是眾多相關頻率的混合。為了讓您了解這種混合的效果，下面是440 Hz音調加入880 Hz音調（振幅為一半）後的效果：

點擊聽取440Hz和880Hz音調。（點擊對話選擇上的「打開」。）

下面是這兩種音調混合後的圖形：

吉他對彈奏的任何音還會添加包絡。音調不會立即開始、立即結束，而是逐漸增強再逐漸減弱。在一個音的持續過程中，它的振幅（響度）是變化的。例如，吉它的包絡圖形可能是這樣的：點擊聽取包絡作用於440Hz和880Hz音調的效果。（點擊對話選擇上的「打開」。）

它聽起來不像吉他的聲音，但比起純440 Hz的音調還是像得多。要想使它聽起來與吉他聲音完全相同，您必須：

獲得一組適當頻率、適當振幅的正確和聲並進行混合 得到合適的包絡 得到合適的變調：吉他的琴身會偏愛某些頻率（更好地放大這些頻率），歧視其他頻率（不放大這些頻率）。您需要將這種變形應用於音調。

如果完成了上述所有步驟，就能人工創造出與吉他非常相似的音調。這就是電子合成器模擬不同樂器的方法。

電吉他

如果您將電吉他與原聲吉他加以比較，就會發現兩者存在幾個重要的共同點。它們都有六根弦，都使用調音弦軸對琴弦進行調音，在長長的琴頸上都有音品。兩者主要的不同之處在琴身的末端。
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