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  乐器分类 5大类别之一。发声都以空气为激振动力;其中多数乐器以空气为原振动媒质──空气柱。本类乐器除了有传统分类中的管乐器,还包括簧风琴、手风琴、口琴等自由簧乐器以及一些特殊的发声器,如牛吼镖等。

目录

分类

  按不同的发声方式和声源体结构,本类乐器分为下述6类:

吹孔气鸣乐器类

  此类乐器的管形或罐形的腔体顶端或侧壁上开有吹孔。横吹笛类的吹孔位于靠近管上端的管壁,有椭圆、圆、方等形,极少的吹孔位于管中段;竖吹箫类的吹孔位于管顶端,有的为端面圆孔,有的在管边缘开三角、方、半圆等形缺口。吹气通过双唇构成的气道冲击吹孔边棱激发声音。如各种、鼻笛等。

哨嘴气鸣乐器类

  哨嘴构造类似平常的信号哨子,位于管的上端。哨嘴上有对准吹孔边棱的固定气道,以取代吹孔乐器的双唇气道,如哨子、竖笛、哨埙等。

簧管气鸣乐器类

  管端装有簧片(哨片)构成吹嘴,按不同的簧片分为:①单簧。如单簧管萨克斯管等;②双簧。如双簧管唢呐等;③自由簧。如巴乌、喃哆喝(壮族乐器)等。簧管和自声簧类的舌状簧片,有多种结构和性质:①拍击簧与自由簧。拍击簧振动时两面中有一面受阻,或与另一相邻簧片互拍(双簧),或单片拍击在略小于簧片面积的吹嘴槽孔上(单簧)。自由簧振动时两面均无限制。②异声簧与自声簧。异声簧主要用芦竹等软质材料制作,也称软簧,其振动受管内空气柱振动影响,音高取决于空气柱频率,如单、双簧管等。自声簧一般用铜、木等硬质材料制作,也称硬簧,音高取决于簧片的固有频率。巴乌的簧片虽为硬质铜簧,由于做得很薄和舌端渐窄,振动受空气柱影响,兼具软簧性质。笙的铜簧也很薄,须与空气柱耦合振动。这两种乐器均为世所鲜见的特例。③异体簧与自体簧。异体簧的簧舌是以异体材料制成后装在座板或管体上,如单、双簧管、口琴、日本笙等。自体簧的簧舌是从座板或管体本身割出,如巴乌、中国笙、喃哆喝、布基纳法索的布帕笛、巴西印第安人的乌鲁阿管等。④受控簧与非控簧。前者受吹奏者嘴的控制,吹奏中可调节其振动长度和劲度,使与空气柱振动适相耦合,发音较丰富多变,主要为软簧,如单、双簧管。后者不与人嘴接触,发音较单调,多为硬簧,如风琴等,也有软簧,如风袋管等。

唇振动气鸣乐器类

  管体上有嘴孔或装有吹嘴。喇叭、号类、原始号的吹嘴仅为 1圆孔或圆平唇垫;现代号类有杯形或漏斗形吹嘴,故也称杯形吹嘴乐器。号嘴的形状、尺寸影响唇的振动态势,如音色较亮的小号用较小而浅的杯形吹嘴;长号的略粗而深;大号的更为粗而深;发音较柔的圆号宜用漏斗形吹嘴等。吹奏时以绷紧的双唇贴靠其上,受气流激发时,双唇犹如双簧振动。如小号、圆号、铜角、螺号等。

自由气鸣乐器类

  包括两类声源体结构,其发声方式截然不同,不形成空气柱振动:①自声簧。音高取决于簧片本身的固有频率,每支簧片只发一个固定音高的音。如风琴、手风琴、口琴(均为自由簧)和簧管小风琴、管风琴中的簧管(均为拍击簧)。②风哨器。借旋转搅动周围空气而发声,多用于巫术或玩具性乐器。如鱼形、镖形薄片的牛吼镖,圆片的蜂鸣器以及响陀螺、空竹等。

混合性气鸣乐器类

  有两种类型:①同一种乐器中有两种不同的发音管,如管风琴有哨管和簧管。②同一种乐器在不同地区用不同的管。如风袋管,西欧一般用圆锥形双簧管,东欧和亚洲则多用圆柱形单簧管。也有旋律管用双簧,持续低音管用单簧,如苏格兰等地。

构造与性质

  除自由气鸣乐器外,本类中多数乐器系由某种结构的吹嘴和主要为管状的共鸣体结合组成。管体上一般有某种变动音高装置;有些管的末端呈喇叭口形吹嘴、管体和喇叭口3部分的结构及其配合关系,对乐器的音色、音量、音高均有重要作用。

共鸣体

  ①管形。有圆柱形(笛、箫、单簧管、小号、长号等)、抹顶圆锥形(双簧管、唢呐、萨克斯管、短号、圆号等)、倒圆锥形(如上粗下细的竖笛管)和罐形(埙)。实际上许多乐器是由不同管形组成的。如小号大部分为圆柱形,而两端呈圆锥形部分约占全长1/4~1/3;长笛笛头一节的中段,一般又略粗于两端。圆柱管音色较壮丽嘹亮;圆锥管音色较柔和圆润。前者产生平面波,具有闭管性质,如单簧管;后者为球面波,具开管性质,如双簧管。②开管与闭管。两端均开放的为开管,如笛、箫等;仅一端开放的为闭管,如单簧管等。被围于管内的空气柱受激振动,与弦振动相似,均为驻波,所不同的是弦为横波,空气柱为纵波。管中驻波是一薄层空气往复依次推动一层层空气分子的“运动”的传播(非物质的传播)。声音并非直接来自驻波运动,而是一层层空气分子往复运动形成周期性的空气疏密,在管的开放端形成周期性压力差,耦合自由空气成为声源。开管两端的空气密度变化最大,振动剧烈,形成波腹;中间密度不变,处于静止状态,形成波节。因此,开管基音的波长为管长的1倍(L=2AB);闭管的开放端为波腹,封闭的空气不振动,形成波节,故其基音波长为管长的3倍(L=4AB)。波长与频率成反比。如图:相同长度开管的基音比闭管的高八度。乐器上常用“英尺数”表示音高,即以c音开管约长8英尺(见管风琴)为基数。与弦振动相似,空气柱不仅全长并且分段振动(全长的1/2、1/3、1/4、1/5等),由此产生谐音。开管似弦,产生全序列谐音,由于管两端均为波腹才产生奇次和偶次谐音,故一端封闭的管只产生奇次谐音或分音(亦即偶次泛音)。两种管的谐音序列组成不同,故音色有差异。实际振动的空气柱和管长并不相等,因为弹性空气分子运动并非正好在管口处发生反射,由于运动的惯性,反射波将在管口外某一点返回,管越粗则超越点越远。计算上称为“管口校正”。③全管乐器与半管乐器。前者膛径与管长比相对较粗,能产生全管长度空气柱振动,可发全管基音(筒音),也称有基音乐器,如多数木管乐器和大号等粗径铜管乐器;后者管径相对较细,只能产生半管以上空气柱振动而发高八度以上的超吹泛音,也称无基音乐器,如小号、长号、圆号等(运用现代吹奏技巧也能在小号等乐器上吹出基音)。④膛径。因膛径不同,音色有差别。膛细高次谐音较强,膛粗低次谐音显发。如同为圆锥管及调号、音域均同的上低音号和尤风宁号,差别仅在于后者管膛略粗,音色较前者宽厚柔润,尤其低音较好。名厂的同种小号等乐器,常备有多种膛径的品种供选择。⑤变换音高。一支无任何变音高装置的管乐器,除发基音外,利用吹气和嘴唇控制,可“超吹”出基音以上一系列泛音。如基音c以上的c1g1c2e2g2峼c3……;这些音称“自然音”。超吹法普遍用于古今各种管乐器上,并结合变音高装置用于现代管乐器上。管乐器上的变音高装置有:在管壁上开指孔或键孔,主要用于吹孔、哨嘴和簧管类,早期也曾用于号类;伸缩滑管,现在只用于长号上,早期曾用于小号上;阀键附管,有直立式(或升降式)和回旋式两种,普遍用于现代号类。此外,在有些历史性乐器上,曾用过一些其他变音高装置和方法。如接管圆号,吹奏中借换插上不同长度的接管改变音高;捂手圆号,吹奏中将右手以一定姿式捂入喇叭口,可降低半音至全音,这种方法现仍用于圆号,起调节音准、弱音和改变音色作用。这两种也曾用于早期的小号上。

喇叭口

  号类和多数簧管乐器管体末端的喇叭口,其形状和大小不同对音色、音量有明显影响。如较大的喇叭口适于音色柔和的圆号;较小的适于音色明亮的小号;英国管的球形口有助于发出带有鼻音的、适于表现田园风光的音色。

材料

  古今制作管乐器的材种繁多,如石、土、陶、肢骨、兽角、象牙、海螺、皮革、树皮、竹、木、芦苇、芦竹、金、银、铜等金属以及多种塑料。现代木管乐器主要用木、铜、银合金、硬橡胶和其他塑料;铜管乐器用铜,部分零件用玻璃纤维等。材料与质地对乐器音质有一定影响。如铜制的木管乐器萨克斯管兼有铜管乐器色彩;铜喇叭口的中国唢呐比其他木质喇叭口的唢呐发音响亮。不同材料若壁厚适宜,发音无明显差异。如硬质木管和金属管的长笛之间,音质并无显著差别。材质软,或虽硬而壁过薄,均会导致管体本身振动增强而波及空气柱谐音,管壁的吸收和阻尼也过大,致使音色以至音准、音量变坏。过厚音质也呆板。管内壁不光洁或潮湿,空气运动与内壁之间粘滞摩擦增大,也影响音准和音质。

发声原理

  主要管乐器的发声方式,可归纳为边棱音和簧振动两种。

边棱音

  当气流以一定的角度冲撞在吹孔对面的锐棱上,即被分隔为两股交替分裂的旋涡,沿着边棱滑动和周期性地散开,形成空气层脉动,这个声源带称为边棱音。脉动的空气层犹如“空气簧”,激励管内空气柱振动,同时也受空气柱振动的影响。在相互影响中,呈现一种“谁强、谁弱、谁制约谁”的现象。在此,空气柱振动强于柔软的“空气簧”,以致前者在较大程度上对后者起调制作用,将其频率强加于后者。这类乐器的声音,实际由这两个声源混成,而我们所听到的,主要是管出口端辐射的声音,其音高源自空气柱振动。边棱音频率常比空气柱高1~10倍,但在密切的耦合中有被拉低的倾向。这里,“超吹”有赖于边棱音的升高,即当气流增强,使边棱音频率接近管的第一或第二泛音时,能量即集中到该泛音上,由此产生“超吹”效应。在这类乐器上,吹孔的形状和大小、吹奏者改变唇口形状、射流粗细、唇与孔的距离及角度等,均会使边棱激励和空气柱振动的耦合发生变化,从而影响音色、音量或音高。这些特性常被用于吹奏技巧上,以产生种种效果。在有固定气道的哨嘴类乐器上,则无法施展这些技巧,使发音显得单调。非管形共鸣体的埙等,主要差别在于谐音成分不同。

簧振动

  包括唇振动,都是“实体簧”,比“空气簧”要硬和重得多,使其振动须有更大压力的气流,也不像“空气簧”易受空气柱制约。这里有两种情况,一种是单、双簧管等的软簧,耦合中受空气柱的调制,决定音高的是后者;另一种是管风琴簧管和风琴等的硬簧,本身固有频率决定音高,管内空气振动仅起共鸣作用,即对簧的某些谐音起增强和润色作用。软簧与空气柱的耦合,虽然机制不同,但和“空气簧”起相似的作用。当气流进入簧片微张的缝口,由于引起其间压强降低而使簧片闭合,随之簧片靠自身的弹性又重新张口,形成周期性启闭。气流激发簧片振动,并疏密交替地进入管内激励空气柱振动。簧片犹如气流控制阀,启闭有规则但不均匀,仅约周期的1/4是张开的,气流量受簧阀控制而引起压力起伏,压力起伏则又使簧片持续振动。簧片与空气柱的耦合中,其基频也比空气柱常高达10倍,由于空气柱强于软簧,于是前者也有将后者频率拉低的倾向,并将管的固有频率强加于簧,故决定音高的是管中驻波频率。类似双簧的唇振动,具有在吹奏中能随时调整的硬簧特性,即通过调整唇肌张力、伸长或侧向拉长双唇等动作,可改变“唇簧”的固有频率。唇簧在吹嘴上构成声振动源而和管体耦合,管体起声变量器作用,使辐射面积在出口处增大而和自由空气耦合。喇叭口在局部范围形成较大强度的空气压力,从而产生强烈的声感。

  实际的管乐器,其几何形状和尺度等很复杂。吹奏时嘴的启闭无常,口腔与咽喉也都介入。究竟是开管还是闭管?长度何起何终?许多问题难以从理论和计算上确定。适用的乐器迄今主要仍有赖于制作者和演奏者的实践经验得出。

起源

  气鸣乐器起源久远,早在原始时期,即已出现一些能变音高的借气流发声的简单乐器。发展至今,种类、形制繁多,遍布世界各地,用途广泛。按发声原理,人体本身即具有边棱音(吹口哨)和簧管(声带、咽喉)这两种器官。管乐器可说是人体发声器官的延伸。

  世界许多地区均出土石器时代有若干指孔的哨、箫、埙等吹孔类土、陶、骨化石管乐器或石雕形象。可能更早有用芦苇等植物茎管做的乐器,则难以留存至今。远古乐器也存在于中外大量古籍记载和神话传说中。当今世界许多地区尚有大量原始、简单的民族管乐器。根据各方面资料和发展规律,吹孔类起源较早,其竖吹的更早于横吹的;簧管类出现较晚,其中双簧较早,单簧较晚。原始乐器一管只发1、2个音,后来的以2、3支或更多不同音高的管并合而多发若干音。石器时代已有开指孔的箫、埙,17世纪末欧洲出现有1、2个指键的乐器,到19世纪中期始由T.伯姆等人完成现代木管乐器上的指键系统。滑管装置始见于15世纪初的长号上。最早的活塞阀键系H.施特尔策尔和F.布吕默尔创始于19世纪初。管乐器演进为旋律乐器,经历了近万年漫长的岁月。原始、简单只能发有限几个噪杂声音的管乐器,长期间主要用于信号、祭祀、巫术、诱捕鸟兽等方面。

  文化开发较早的西亚、北非、南亚次大陆和东亚等地区,也是管乐器的重要发源地。美索不达米亚在公元前4000年前后有多种箫,约公元前3000年该地区和埃及已有哨嘴、双簧和唇振动多种乐器,约公元前2500年前后在西、中亚地区出现横吹的笛类。这些地区的古老乐器和音乐,后来随伊斯兰教传入欧洲、印度和中国等地,产生了重大影响。单簧类最早可能起源于古希腊,南美也有多种单簧乐器,而在亚洲、北美及中南非均少见。吹孔类除澳洲外,各大洲均很普遍。

  中国山西省曾出土新石器时代的3个埙,分别有1~3 个指孔。浙江省余姚县河姆渡地区出土的古乐器骨哨,是距今约7000年前的遗物。传说伊耆氏时期(约公元前3000年以前)有以多支苇管组成的类似排箫的乐器苇籥。《诗经》记载有埙、管(骨哨)、籥、箫(排箫)、 6种管乐器。秦汉时期西北少数民族牧区中流行无指孔双簧的笳和号类的角。有指孔的筚篥(觱篥)约于384年随龟兹乐传入中原。唢呐始见于明代(16世纪初)记载,当时曾用于军乐,系从阿拉伯经西北、西南传入中原。笛的最早记载见于西周(约公元前9世纪),究竟是何种笛记述不详,一说系源自中亚;类似现在的笛子在汉武帝时(公元前1世纪末)始在器乐中占有重要地位,可能和张骞从西域传入的吹笛技法和笛曲有关。约出现于3000多年前的笙,18世纪传入西欧,为风琴等自由簧乐器的先驱。

  欧洲管乐器大部分起源于中世纪传入的亚洲或埃及乐器。历史上著名的古希腊阿夫洛斯管(两支并用的双簧管),系公元前1世纪传入,早在约公元前2500年西亚、中亚和埃及已有这种乐器。笛类、号类和管风琴的始祖排箫及早期的水压、气压管风琴,据考也是从阿拉伯传入欧洲。管乐器在欧洲文艺复兴时期,尤其18世纪后期工业革命和科学技术迅速发展以来,得到高度的发展,形成广泛流行于世的现代管乐器系列。这些乐器不同于以往的和现在其他地区性、民族性管乐器的主要特征是:①声源体、共鸣体和喇叭口各部分的配合、工艺和吹奏、发音效果均有重大改进;②能发出所有半音和各种调;③管体弯曲成短小而便于持奏、运指和携带的形状;④各种乐器自成高低声部系列;⑤各种乐器相互间音色谐和协调,适于和其他乐器合奏和自成各种乐队;⑥将键盘用于操纵各种风琴的演奏。

  据考,牛吼镖起源于 25000年前,至今仍在澳、美、非洲的有些土著部落中流行。这种牛吼镖发声仿佛似风哨、雷鸣或祭灵哭泣声等,常被用作行施巫术或宗教仪式乐器。蜂鸣盘至少也有近2000年历史,早先也曾用于某些仪式,现在普遍作为一种简单的发声玩具,在中国和各大洲许多地方均能见到。

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