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不敲马蹄铁,自己做吉他
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DIYer: Camel
制作时间: 3天
制作难度: ★★★★☆
GEEK指数: ★★★★★

“米兰的天空刚破晓

(那马蹄铁还要敲多少吉他才能买得到)

他真的真的想知道

(他不知道怎么办才好睡不着)

他将那扑满打破了

(小小愿望就快实现了他在笑)”

我们熟悉的周董曾经用一首《米兰的小铁匠》,投射了他在从事计件体力活的日子里,因为买不起一把吉他所导致的心神不宁、寝食难安、垂头丧气 、黯然销魂等等十分纠结的心理活动。这样的境遇的确会让人难堪,所以今天,挥动着电钻的果壳网DIYer从天而降,来手把手协助你实现介个小小愿望!

 
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吉他构造:琴头、琴弦钮、琴枕、指板、品、琴码、琴箱。由细到粗为1~6弦。

 
 

1   工具和材料

● 台钻、合适的钻头(至少是能钻孔的手工钻,就是对膂力过人的你来说,钻木取火一整天也太辛苦了)
● 角磨机(主要处理木料,没有这类电动工具的大力朋友可以选用凿子、木工刨、木锯、木锉、砂纸等老派木工工具)
● 砂轮机(主要用来磨铁钉,同样可以用金属锉替代)
● 铅笔
● 直角尺
● 米尺
○ 木料 1条(最好是橡木等比较致密的木材。在各大城市的建材市场,或者大型建材超市比如百安居就能方便买到,不过一般一买至少两米。)文中用的木条尺寸是100cm*5cm*3cm(但如果厚度比3cm再稍微薄一点,琴颈手感会更好。另外,如果木条呈一个一头为5cm另一头8cm的等腰梯形,则弹奏时的手感更完美、更接近商品琴)
○ 铁钉 15个(如果你能找到,越细越好。同样,五金店,建材超市,你长辈的工具箱里均有销售或赠送) ——尺寸Φ3mm*5cm
○ 琴弦钮6个(各个卖吉他的琴行里都有,要DIY范儿,不怕走音的同学可以去“标准件五金店”准备吊M6环螺栓和螺母6对儿、相应垫片12片!)
○ 琴弦钮配套木螺丝12个(问卖给你琴弦钮的店家索要,他说没有就撒泼打滚,真的没有可以去五金店或者建材超市淘合适的,量清楚琴旋钮的孔了以后,很好找!)
○ 木螺丝6个(尼龙弦才需要)
○ 琴弦一副(与琴弦钮一起买,店家如果问起这是要干嘛啊?你就说:我们“所儿”里最近要验证一下弦理论。店家摇头笑道:是“超弦理论”还是“玻色弦理论”啊?恭喜你,你就遇到高人了……言归正传,琴弦最好是张力低点的钢弦,或者尼龙弦。不过对调整音阶有足够自信的话,其实最DIY的就是用粗鱼线啦。)
○ 一个提供共鸣效果的硬纸盒(我保证,经常路过你家单元门口,不断吆喝的那个板车上就有的找!)
○ 胶带、双面胶
 

2   设计

2.1   从“头”开始

● 现在让我们来想像一下,面前堆着一大堆工具的你,左手铅笔右手米尺,瞪着无辜的大眼睛迷惘的看着一大条木料。要怎么下手呢?
● DIYer做出一个“手把手”的手势说:“先来规划好吉他的各个结构,从琴头开始吧!”
● 琴头的主要功能是牢固固定琴弦的一端,并且采用机械结构来调整琴弦的张力,还要保持张力的稳定,至少稳定《请给我一首歌的时间》的时间,什么?你说周杰伦没说“请”?介个没礼貌的家伙……
 
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● 为了向工业化零件的便宜好用致敬,在这把琴上,我们直接使用专用的“琴弦钮”来固定琴弦。
● 使用琴弦钮的好处很明显,它其实就是一个具有反向自锁性的涡轮蜗杆结构,保持稳定张力就是它独特的本领。
● 坏处嘛……如果硬要找出一条,就是它缺乏DIY作品那粗糙的视觉冲击力(工程师们摇头叹息)。冲击力的问题可以对比下图的1.0和2.0:
 
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● 如果你有一双慧眼,在脑子被DIY吉他的彪悍填满之前,会注意到二代琴的琴头是下沉的。这是考虑到琴弦通过琴枕槽后,如果是固定在和指板一样高的弦柱上的话,可能会浮在琴枕的槽里,影响琴弦振动。而下沉的弦柱则可以保证琴弦绷紧。
● 如果你的目光简直是犀利如炬,你还会在一代琴的照片里贴近琴枕的地方发现一排小孔,这是我曾经试图把琴弦穿过这些孔固定在琴头的另一面,但是这样弯折的琴弦在被拉紧的过程中会特别容易断!所以下沉琴头目前是最有效的方案。
 
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● 好的,若有所思的点头可以停一下了!让我们回到琴弦钮或者螺栓的问题上,弦钮的排列也是在规划阶段需要考虑到的。
● 其排列不仅要给琴弦和别的琴弦钮留下空间、比对好每根琴弦的长度(一般6弦最短了),还最好是以中轴线对称的,这样琴枕就可以被拉向两边的弦拉紧,相对稳定的固定在它应该在的位置上(或者做成完全没有横向拉力的排布!)。
● 惭愧的是我做的两代琴都忽略了这个问题,后来改变了卷弦方向才让琴枕两边拉力平衡,聪明又勤劳的你可要吸取教训啊……
 
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● 严肃认真的总结一下,琴头的规划应该是这样的:把木条的一端除去上面一半木料,为各个琴弦钮留下足够的空间,计算好琴弦的长度,最后考虑到琴弦横向对琴枕的拉力来排布琴弦钮的位置。
 

2.2   琴头以外的部分

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● 我们的土吉他除了琴头,只剩下琴箱和指板两个弱弱的部分。
● 琴箱在不考虑声学方面的因素(良好的共鸣效果、丰厚的音色等不坑爹的美好属性?考虑这些我们就不是DIYer!)后找个合适的盒子装上就可以。
● 指板也很简单:首先确定有效弦长,再考虑一些小问题就可以。普通吉他的有效弦长一般都在640mm左右,所以你能买到的大多数琴弦,能支持的弦长都不会超过该数值太多。过长过短的有效弦长也会导致品格之间距离适合各种各样手指或长或短的ET来弹奏,这在下面的算法中有直观的表现。所以各位地球人的童鞋们在这个数值附近定一个长度就可以啦。
● 半推半就不知不觉确定了有效弦长之后,鉴于我们DIY吉他的简洁精悍,指板和琴码是在一根木头上吃饭的,所以在选定的弦长两端为琴枕琴码各留下一厘米能就确定整个指板到琴码的长度,最后用品位间距算法得到品间距,指板部分的设计就完成了。
● 品间距算法如下:
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● 就算小数省略到3位,纸笔算的话还是挺麻烦哒。Geek派头十足的你如果想做个计算程序,用Office EXCEL就可以做到。
● 如果你实~~~在是懒,不想算,也不想编程序。那好吧,其实随便在网上找一个吉他品间距计算工具就行,通常是你在一个简陋的小格子里输入L,按下回车就飚出24个品的间距来……简直是做几把吉他都用不完啊
● 有关于吉他的品间距、琴弦、泛音问题其实非常好玩,在文章的最后我会告诉大家一些关于音阶的有趣科学,用吉他就可以做的小实验。是的,当然包括我们的这把!
 
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● 琴弦的间距也需要考虑,一般遵循琴枕处间距小,琴码处间距大来分配琴弦间距。这把琴的琴枕处是5、8、8、8、8、8、5(mm)的间距,琴码处间距是2.5、9、9、9、9、9、2.5(mm),如果你的木条比较宽,其实琴码处再隔的宽点也是可以的。
● 琴码后面3cm左右是固定琴弦的地方,可以打几个贯穿木条又比“琴弦固定头”小的洞,让琴弦有地方固定。如果你准备用尼龙弦,在这些洞后面打进6个可以把琴弦系在上面的木螺丝就行了。
● 至此设计工作基本完成,下面就是给力的工艺展示啦!
● 在进行除料前,要给我们的木条按前文的规划用铅笔画好线。最好在动手前明确切割和打孔有哪些部分,还要留好足够的切削余量,锯歪了后还有的挽回。本DIYer经常感慨,在没有CTRL+Z的世界里,Geek们看起来总是少了几分自由和飘逸……
 

3   施工

3.1   琴头琴码齐加工

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● 这是琴头上面的部分加工后的样子,你可以看到在指板上有标好的品格位置。这里的除料可以先用角磨机上木锯片,留些余量把大部分要除的木料打掉。然后换弹性磨片——就是羞涩的躲在指板下面的半遮面的那片——进行打磨抛光。
● 这里必须要提醒你:使用电动工具的时候要养成戴护目镜的好习惯,还有其他比如耳塞、防尘面具这样的护具,它们会保护你免受分崩砂轮片、粉尘、噪音的伤害,同时正确正规的培训和严谨小心的态度也非常关键。图中的表面对光洁度没什么技术上的要求(喂,谁接嘴说:“这个吉他根本就都没有”的?),主要是为了迅速方便的除料才用角磨机磨的。
● 如果是手工工具的话,就是先用木锯沿两侧的切割线锯一道,再沿指板垂直方向锯一道,把两道锯线汇合起来除料,最后用砂纸或者木工矬细加工。
● 对于这把吉他来说,实践表明电动工具打磨确实能达到加工要求,那摸起来光洁的平面、深浅不一的华丽木纹、木材受热挥发出的香气,共同编织着“自我欣赏”的蘑菇云,这是对一个DIYer最大的心灵奖赏。
 
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● 图中最明显的当然是悲催的非对称排布弦柱蓝图,但是我想说的是:首先,你可以看到处理基本良好的除料边缘;其次,弦柱排布的位置一定要画在这一面噢。
● 以前有位老师谈到日本的一位顶级磨削加工师傅,用精良的高端工具磨出世界级的精密表面后,表示最重要的还是对工件有平静如水的感情,有了这深沉的爱,镜面什么的都是浮云。经过实践后,我认为我对吉他的爱还是相当热烈的,因为被加工的表面有着异常壮丽的波澜起伏……
 
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● 除料之后是打孔。图中右边的线是标记好的琴码位置。左边3cm是准备用来打穿过琴弦的孔的标记,注意这里的孔直接对应着琴尾琴弦的间隔,不管你怎么设计,孔在指板这面的精度要尽量的高。孔可以考虑打成斜的,由琴底向琴码倾斜,这样没有直角切住琴弦,琴弦会更耐用(尤其是尼龙弦)。
 
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● 完成了的固定孔背面,如果是尼龙弦可以在这些孔的左边再打6个对应的引导孔(要小于木螺丝的螺纹内径噢~),拧上木螺丝,用来固定弦。
 
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● 按照先前标示的位置从背面给弦柱打孔。想象一下这些斜线的用途:如果按这些传过标记点的斜线方向来安排琴旋钮方向的话,琴弦钮会看起来排列整齐美观。当然你也可以把你的琴旋钮朝向排的歪七扭八来讨好毕加索的美感。在实现功能的前提下——或者哪怕功能失常——这是一个DIYer应该去享受的自由!
 
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● 指板的这面,6个不知所措的空虚小洞排排坐,在期待弦柱的……
 

3.2   琴弦钮

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● 在给琴旋钮的螺丝打引导孔时可以先用真的琴弦钮来踩一下点。图片中的这个琴弦钮代表着他的五胞胎兄弟正在斜线上试图把握他们人生的位置,让我们用热烈的眼神真诚的祝福这位勇敢的~呃~琴弦钮。
 
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● 旋钮们正在交头接耳的感慨,6胞胎真的都长的一样啊、工业化生产真是好啊!12胞胎的螺丝们表示你们还真是少见多怪。马上要被螺丝堵住嘴的引导孔顾不上说话,在大口的吸气。
 

3.3   品丝和品丝槽

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● 挥舞着电动工具的神气的我,是这么打品丝槽的。图中旋转到看不清脸——如果它有脸——的砂轮片原本是用来磨金属的,但是借用一下它粗细正好的边缘来按规划线打槽也应该没有什么大问题。注意拉动方向要和砂轮下沿旋转方向一致,如果拉反了砂轮会把自己当轮子跑出去,想不明白的话拿两只手比划一下。再次提醒注意安全,一定要戴护目镜啊!
● 没有电动工具的童鞋也不用沮丧,可以用锯条慢慢把握其中的奥秘,上一把琴我也把握了许久,手动工具是一个DIYer必要的修行!
 
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● 打磨铁钉很有趣,经常让我想起某个平安夜的烟火棒,(略)。事实上,这一步很危险,要注意:护目镜是一定要戴的、磨铁钉要顺着砂轮的旋转方向磨、把铁钉用大力杵在砂轮上的动作有一个专用术语叫“愚蠢”、铁钉在磨的时候会很烫,最好用老虎钳夹紧。
● 在砂轮上(画外音:我们对环境的凌乱表示抱歉!)最终我们把12根铁钉从尖头打磨,磨成和指板的宽度一样长,并且把原本尖锐的地方磨到不扎手。另外有台钻的同学还要磨一根下文提到的“铣刀头”。
● 手工童鞋们你们醒醒,拿出你们的钢锉,叫上你们的兄弟姐们,准备好作为工资的牛肉干、巧克力,大家开工吧!
 
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● 看到图中这个啃噬木槽的小铁棍了么,这其实是一个自制铣头。用一根钉子把两端磨平,一端磨出一点斜面做刀头,另一端随便怎么样做固定端,一个可以加深加宽先前沟槽的铣头就做好了。
● 这样用钉子做铣头的好处是:铣出来的槽和钉子一样宽,于是钉子做的品丝可以过盈配合(因为你铣出来的槽肯定和钉子不一样直!)的镶进去。而且用台钻固定高度后,如果木材两面平行度比较高的话,铣出的12个槽是一样深的!12个品基本一样高的话就省了后期的许多许多微调~~对,我们DIY讲究的就是那点精益求精……
 
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● 一点点加深铣的深度,探索最合适的值。最终我们的目标是:在指板上面用力压一块木头,从木头和图中铣槽的缝隙中,打进作为品丝的钉子,并且钉子露出木头的高度刚好不超过其直径的一半。找到打进第一个钉子的诀窍后请把他简单重复12次。
● 看到图中的一缕浮云突然想起悲催的手工党,这里手工党是没法精确控制槽深的,但是做法也更简单方便有效。用锯条锯出一个小槽,然后用胶把钉子粘上去吧。因为锯口一样宽,所以锯口上搭的钉子也是一样高的!虽然钉子高出指板不少,但是并不影响按弦的质量,因为弦是按在品丝稍微往上一点的位置,搭在品丝上的。当然,多少会感觉有点“弹”、有点“Q”,嗯,抱拳恭喜你,你做的吉他口感很好!
 
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● 是时候做个中期检查了,你的吉他琴体和这个像么?其实我衷心希望你的吉他会更漂亮一点。
 

3.4   琴枕和琴码

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● 接下来要做的是琴枕和琴码。做琴枕的时候有两个要注意的地方:首先和指板接触的表面要非常的光滑,至少是有点压力就能和指板完全贴合,这样有利于琴弦振动的传递;其次挖的沟槽要宽,并且向琴码方向的槽底要做的高一点,让琴弦在有效弦长开始的地方尽量有一个明显的接触点。琴枕沟槽的高点只需要比指板上的第一品铁钉最高处高出1mm,这是需要多做调整的细活,可以先留一些余量待调。
● 而琴码那里的弦间距因为已经被琴尾的固定孔确定,所以随便找一条平底的木头把头上削成斜面就可以,不用做沟槽。高点比琴枕槽最高处高约1cm,仍然是在有效弦长的方向。吉他2.0上直接用的是买来的标准琴码。
● 琴码琴枕高度的最终标准是让琴弦在1品比品丝高1mm在12品高4至5mm。
 
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● 在正式上琴弦之前,我想你会希望指板握起来的手感和木材略有不同,那么像这样把指板背面的直角木楞打圆就可以了。这是DIY吉他跨过“乐器”分水岭的重要一步,客户体验,你懂的。
 

3.5   琴弦

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● 上琴弦很简单,把琴弦穿过琴尾的固定孔,迈过琴码琴枕,插进琴弦钮弦柱上的洞里,调好合适的长度(大概拉起来比琴枕高一厘米),找对方向就开始卷吧。要注意琴码琴枕都是直接放在指板上,用弦张紧的力来固定的,记住我们做高端的乐器的,这种细节从来不用“X胶或者胶X”什么的。琴弦有一定张力的时候,随着你卷弦的动作会发出嗡的一声,我得提醒你这是一个历史性的时刻,你DIY吉他的第一声啼哭……
 
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● 如果你在上紧琴弦的时候琴码因为太薄而倒了并发出震耳欲聋的 “Bang!”。就想想《银河系漫游指南》的封底——拿出你的毛巾擦擦汗——“Don’t Panic”,松一点琴弦再把它立起来就好了,这次可以留一点向琴尾倾斜的余量。至于自己削的琴码因为太厚了,一般都没这个问题。
 

3.6   琴箱

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● 上完琴弦有一瞬间你觉得吉他的声音气若游丝?的确,不过是因为还没有装琴箱的缘故。我们随便找个大小合适的盒子贴在吉他指板的背面就会感受到共鸣的强烈效果!找到盒子了就想办法固定住吧。我用胶带把盒子四周缠紧,然后直接双面胶把指板贴在盒子上了。你可以试试在盒子上打一个音孔,大小合适的话声音会响亮的。
 

3.7   调试

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● 花一点时间把琴弦都调出音(听不出音调?我表示理解,咱Geek都用麦克风和调音软件AP guitar tuner什么的)来,比标准E低一点——标准音张力实在太大了——也没问题的。主要试一试有没有打品的现象。
● 所谓打品就是比如说你按着2品拨动琴弦的时候,琴弦振动时打在3品上甚至4品上而被制音发出“吧嗒”这样不愉快的声音来,这时就需要掏出小矬子把3品或者4品相应的位置挫低一点。
● 一般出现这种现象是因为钉子高度不一致,不是重大失误的话一般都在挫一会就能解决的范围内。我得骄傲的说,市场上的吉他有很多因为制造不用心和维护不仔细各种打品,咱的吉他既然不打品,我们就能嘲笑粗制滥造的工业化多么的无能了(刚开始好像你不是这个调调嘛)。
 
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● 因为轻微打品被锉平的钉子
 
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● 这是两根严重打品的钉子,气急败坏的我把右边的那根拿下来直接上砂轮了。这样……是不对的,因为过度打磨会导致后面的品丝出现不必要的打品,继而带来本不必要的铁棒磨成针的工作,一不小心就给自己增加了工作量!
 

4   验收试用

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● 处理完打品的问题后,把音调重新调整一下,吉他的制作就完成了。
● “手把手”的DIY过程到此告一段落。我们这时看到米兰小铁匠的脸上露出了欣喜的笑容,他因为激动而微微泛着血丝的眼睛里有一些晶莹的小东西向人们尽情诉说着梦想成真的感动。好吧,事实就是他仔细看完并吃透了DIY吉他的每一个制作步骤之后,终于决定去琴行选购了一把不那么方的吉他!
● 接下来几分钟休息时间里,你可以尽情发挥自己过人一筹的或者多筹的音乐天赋用原创乐器做自己的音乐了,手上无琴心中有琴的同学可以按下PLAY键收听一下本人对音乐无情的惨无人道的热爱。
 

5   科普时间

5.1   简单的乐趣

● 小编认为按步骤做出自己的吉他固然有乐趣,如果再了解一些其中的原理和有趣的玩法,乐趣就像是DIY吉他被安上了琴箱(好事者接嘴:“变得更丑了”),和科学产生共鸣,变得更丰富啦!
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● 公元前30世纪,古希腊人定性的发现琴弦振动能产生不同音调制作了里拉琴,1714年英国数学家泰勒(对,就是他!高树上泰勒公式的那个泰勒!)发现琴弦基本振动公式,琴弦走过的路基本表征着人类对自然的认知水平。不过太深奥的认知水平往往只是被专家们津津乐道,对在这些领域做猴子的我们来说太费解了,今天我作为猴子,想以18世纪的认知水平来解读一些琴弦和音乐给我们带来的乐趣。
 

5.2   用吉他品数音阶

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● 在人类的主流文化中(后面会说到非主流的……),音乐的音阶是以宇宙间的神秘数字7(好吧,所有数字都是神秘的,我只是偏爱7)为循环的。绝对音之间的比值以 a 为单位比值,按 α、α 2 、α 4 、α 6 、α 7 、α 9 、α 11 、α 12 的比值排列。如果你和我一样对开方乘方计算没有爱,那你就来对地方了,因为吉他的品正是按这样的比值来制作的。我们简单的数品数就能把恶心的计算避开。当你按住某个品的时候,剩下的能振动的弦长正好是上一个品的 d
 
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● 现在看着吉他的品格,来跟我来数数儿,从绝对音A3到A4就是2、2、2、1、2、2、1个品。数够了12个品,按下去一弹,音就高了八度。单纯高八度的音,从理论上来说就是频率翻倍了。但是实际上每根琴弦振动时都叠加了更多高十二度、十六度、二十度、二十四度音的分量,这也是为什么拨动琴弦产生的音比敲击音叉产生的音从音色上来说丰厚的多。
● 这里要提一下这个“2221221”的学名,叫做十二平均律,与其说是科学,不如说是一项美学规定。人们刚开始由于不明原因定下了这个不和谐的规定——不少人认为这样规定的频率在数学上没有美感,因为其实它并不严丝合缝的“平均”——后,硬是用时间把他唱成和谐的。证据就是在许多相对隔离的民族文化中,也有不这么唱歌的(在我们听起来就是“嗯,虽然不着调吧,不过挺带感的。”)。比如我国广东潮州民间音乐就采用七平均律,而外国也有许多自制的平均律比如奥地利人Elsaz的十九平均律(1590年),荷兰数学家、物理学家Huygems的三十一平均律(1661年),比利时数学家、地理学家Mercator的五十三平均律(16世纪末)。[1]
 

5.3   琴弦的猴子实验

● 我知道以下公式可能你看都不想看,不过没关系,下面有更入眼的描述。
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● 以上公式更加友好的表述就是:

1.振动的琴弦长度每缩短一半,音调的频率就提高一倍。

2.琴弦张力增大的时候,音调变高

3.琴弦越粗,音调越低

 
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● 这是“验证该公式的实验”的猴子步骤:好奇的目测了一下12品的位置,确实在有效弦长的正中间;量了一下12品的位置,真的在有效弦长的正中间啊;按住12品拨弄了一下,听起来确实高八度啊!
● 后两个表述的验证,本猴子表示直观上都能想象,但是严谨的古希腊人用单弦琴做了大量的实验,固定琴弦材料和弦长,改变琴弦末端配重来研究第二条表述,用固定配重、弦长改变琴弦材料的方法来验证第三条表述。总之他们捣鼓了许多年后,虽然没有得出一个公式,但是还是把这项重大成果写意的运用在了单弦琴上,拨弄着看似简单的猴皮筋为自己带来了无穷的乐趣,这就是艺术与人最单纯的关系。
 

5.4   泛音的原理

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● 弹奏时,我们的每一次拨弦都在琴弦上形成稳定持久的驻波(这也是为什么乐器能稳定发声),驻波的构成通常是基频振动(基波的半波长就是弦长,整条弦就是一个波腹,两端是波节)和它的谐波(空弦音频率的各种n倍)。驻波的波腹和波节在琴弦上位置是固定的,其中不振动的地方叫做波节。
● 当把手指虚按在振动的琴弦上时,琴弦的振动会受到限制,只有驻波波节在此处的振动才被保留下来。如果接触点在琴弦的特定位置,就能保留下来节点在此处的谐波振动。泛音就这样产生了,比如接触点在琴弦1/2的位置,保留下了2(第一泛音)倍频率的驻波,放在琴弦1/3、2/3的位置,保留下来了3(第二泛音)倍频率的驻波。
● 这些高频音叠加起来的效果和空弦音完全不一样,显得空灵而丰富(因为失去基频振动而空灵,拥有多个高频振动而丰富)。一个乐器的泛音质量,往往代表着这个乐器保留谐波的能力,与乐器的音色是否悦耳灵动有密切的联系!
 

参考文献:

[1].黄力民,怎样解读十二平均律以及平均律原则的确立,天津音乐学院学报[J],2008年第2期

 
编辑: Rainy

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The End

发布于2011-01-24, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Camel

机械工程硕士生,DIYer

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