笛子是靠什么發(fā)聲的
喜歡吹笛子的親知道笛子是靠什么發(fā)聲的嗎?它的發(fā)聲原理是什么?以下是學(xué)習(xí)啦小編分享的關(guān)于笛子發(fā)聲資料,趕緊快和小編來看看吧。
笛子是靠什么發(fā)聲的
笛子是利用空氣振動發(fā)聲和空氣柱共鳴的原理制成的.流動的氣體壓強(qiáng)減小,流速越快,壓強(qiáng)越小.
示例:飛機(jī)在跑道前進(jìn)時,由于機(jī)翼上下表面特殊的設(shè)計,使得流過上表面得氣體流速大于下表面的氣體流速,因而下表面氣體對機(jī)翼的壓力大于上表面氣體對機(jī)翼的壓力,當(dāng)這個差值大于飛機(jī)的重量時,飛機(jī)就升空了.
笛子的發(fā)聲原理和這個是一樣的.當(dāng)我們吹笛子時,氣體從吹孔邊緣進(jìn)入笛子內(nèi)部,在吹孔處做渦旋運(yùn)動,這樣吹孔內(nèi)部的氣體壓強(qiáng)就減小,于是笛尾的氣體就向吹孔運(yùn)動(這個速度很快的,要把空氣想象成很有彈性的東西,實(shí)際上也是這樣的),在吹孔處發(fā)聲積壓,這個運(yùn)動又造成吹孔處壓強(qiáng)增大,但是口風(fēng)又在繼續(xù)吹響吹氣(物理上叫激勵),又把氣體推向笛尾,然后吹孔處壓強(qiáng)又減小,氣體又向吹孔運(yùn)動,如此循環(huán),振動發(fā)出聲音.
大家不要把振動簡單的想象成這樣的機(jī)械運(yùn)動,這樣笛子內(nèi)部的空氣振動形式是駐波,什么是駐波?這個東西我想編寫一個動畫程序來演示,不過今天是完不成的.簡單的說一下:橫波的駐波可以這樣形成:在墻上固定一個很有彈性質(zhì)量很小的的繩子的一段,手拿另一端上下運(yùn)動,繩子上的波就是駐波.駐波的特點(diǎn)是:峰和谷相互轉(zhuǎn)換,就是說第一秒的峰在第二秒下降成谷,第一秒的谷在第二秒上升為峰.遠(yuǎn)遠(yuǎn)看來這個橫波駐留在原地踏步不前進(jìn),所以叫駐波.見示意圖.
但是空氣不是橫波,是縱波,縱波的駐波比較抽象,笛子內(nèi)部的縱波是沿著笛子振動的,它是這樣的:假設(shè)沿笛子內(nèi)部分布有a b c d e f.等好多點(diǎn),某一時刻ace位置上空氣是稀疏的,壓強(qiáng)小,bdf位置上是密集的,壓強(qiáng)大;下一時刻ace位置處空氣變成密集的,壓強(qiáng)大,bdf兩點(diǎn)空氣變成稀疏的,壓強(qiáng)小,如此循環(huán),循環(huán)變化.固定看任何一點(diǎn),這個地方的空氣是疏密交替變化的.這就是笛子內(nèi)的真實(shí)的振動.見示意圖 笛膜是怎樣振動的呢?理解了笛子內(nèi)部真實(shí)的駐波,這個問題就好理解了.笛膜下方的空氣也是疏密疏密交替變化的,這樣壓強(qiáng)就交替變化,而笛膜外界的壓強(qiáng)是恒定的,這就造成了膜的振動.笛子內(nèi)部笛膜處壓強(qiáng)大,笛膜向外界運(yùn)動;笛子內(nèi)部笛膜處壓強(qiáng)小,笛膜就向下運(yùn)動,這就是笛膜的振動.
因?yàn)榈炎觾?nèi)部的空氣運(yùn)動是有阻力的,靠近笛子內(nèi)壁的氣體,振動速度慢,因?yàn)樗艿降炎觾?nèi)壁的阻力.就像河水一樣,越靠近岸邊的水流速度越慢.而笛子內(nèi)部中間的氣體沒有阻力,振動就快(嚴(yán)格說是有阻力的,因?yàn)榭拷臍怏w必然距離笛子內(nèi)壁更近,而這部分氣體速度比中間氣體的速度慢,因而對中間的氣體有阻力).這就是要把笛子內(nèi)壁做得很光滑的一個原因.當(dāng)?shù)炎觾?nèi)壁
對空氣阻力太大得時候,就會影響發(fā)音得靈敏度.嚴(yán)格的說,笛子內(nèi)部不是只有一個駐波,而是許多個駐波,所以笛子演奏出來的音不是單純的一個頻率,處于笛子內(nèi)中間部分的駐波起著決定作用,但是這還不是笛聲是好多頻率聲音的混音的主要原因,主要原因在于人的口風(fēng).
人的口風(fēng)里各個位置處的風(fēng)速是不一樣的,這樣就造成了笛子內(nèi)部的駐波振動有好多個.理論上說,你口風(fēng)里有多少個速度,笛子內(nèi)部就有多少個駐波,那么此時發(fā)出的聲音有多少個頻率.泛音是怎么吹來的呢?泛音是比較純的音了,泛音中其他頻率成分的音很少,原因就是吹泛音的時候口風(fēng)很細(xì),口風(fēng)中的各部分氣流速度都很接近,所以吹出的頻率聽起來比較單一,這就是泛音.口風(fēng)的速度決定了主要頻率的高低.
笛子發(fā)聲的原理
笛子是利用空氣振動發(fā)聲和空氣柱共鳴的原理制成的。為了解這些原理,你可以做如下實(shí)驗(yàn)。在家里你可以找出各種各樣形狀的空瓶,把嘴唇貼在空瓶口上吹氣,看看用它們吹出的最低音(基音)的音調(diào)高低都跟哪些因素有關(guān)系。首先選一個瓶子,逐漸往瓶內(nèi)裝入一些水,改變瓶內(nèi)空腔的體積,分別對瓶口吹氣,可以發(fā)現(xiàn)體積越小,音調(diào)越高,即共鳴的基音頻率f越大。以后,再選瓶內(nèi)空腔體積和瓶口內(nèi)徑基本相同,而瓶頸長度不等的瓶子,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后,選瓶頸粗細(xì)不同,而長度,空腔體積基本相同的瓶子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),看著頻率與瓶頸內(nèi)截面積有什么關(guān)系??諝饷芏?、大氣壓強(qiáng)、氣體比熱容有關(guān)的系數(shù)。這種共鳴器就叫亥姆霍茲共鳴器。