我所理解的音乐 泛音与谐波

创建时间 2019-06-09
更新时间 2019-07-30

泛音

第一章 开始 中所提到的:

音色是由发声体振动时泛音的多少及出现的次序等多种因素所决定的。

也就是说,泛音决定了声音的音色。由于泛音决定了音色,所以泛音的重要性不言自明,当然泛音的作用不仅仅只限于音色,理解泛音对于和声学和音律都有很大的帮助。音乐理论中对于物理学相关的内容总是写的很隐晦,但是无奈音乐是基于物理声学,所以避而不谈总是让人心有余悸,所以创造了问题:什么是泛音?为了解答这个问题,我们先从音乐理论中着手,试着来解答一波。


我们平时所听到的声音,绝大部分都是由许多个音组合而成的。 这种由许多个音组合而成的音,就叫做 复合音。复合音是物体复合振动而形成的。 物体的振动,情况极为复杂,如弦振动、板振动、棒振动等,它们都各不相同。 下面以弦振动为例,来说明复合音、分音 、 基音、泛音以及分音列等各种问题。

弦振动时,不仅整条弦在振动,而且弦的各部分(如分为二段、三段、四段、五段等)也同时在振动。由全弦振动而产生的音,也就是我们听得最消楚最响的音,就是 基音。由弦的各部分振动而产生的音,音杂较小,一般不易被听出,这就是 泛音。构成复合音的各音(包括基音和泛音),叫做 分音。也就是基音加上泛音就是分音。

泛音在音乐表演和理论研究中,都有若重大的意义。 弦乐器中的泛音奏法,管乐器中的超吹,作曲理 论中和弦的构成及其排列位置等,都与泛音理论有关。 故无论搞演奏、演唱或是理论研究,都应懂得一些这方面的知识。


以上引自《基本乐理》,里面简单的说了泛音,但没有说明泛音形成的原因。所以现在我们的状态是:知道了乐器演奏的声音是复合音,复合音由基音和泛音叠加而成。泛音是由弦振动时,部分弦同时振动产生的。但是我们现在还不知道泛音是怎么形成的,所以,又产生了一个新的问题:为什么会产生泛音呢?

谐波

关于发声体的振动过程,这就完全进入了物理学的范畴,下面介绍一下谐波产生的过程。

设想波动一根琴弦,然后产生声波。由于琴弦的两端是固定的,所以琴弦的两端总是 波谷,而且波在传播的过程中遇到端点便开始反向传播,然后影响了本来的波形。由于已经存在了两个波谷,那么客观在波震动中总会产生一个 波峰。那么两个波谷加上一个波峰,就决定了基音的频率。

由于波的反向传播,要想波形达到标准稳定的状态,那么势必会将弦分成弦长相等若干等分。于是就产生了如下图所示的谐波。

根据弦长,各级泛音的音高总是基音的整数倍,所以我们很容易的可以得出下列的结论。也就是说,自然振动产生的声音,所产生的谐波总是固定的。而谐波产生的声音就是泛音。

标准音A_4部分分音表

频率 级别 名称 波形图 分子图
1 \cdot f = 440 Hz 1 基音
2 \cdot f = 880 Hz 2 一级泛音
3 \cdot f = 1320 Hz 3 二级泛音
4 \cdot f = 1760 Hz 4 三级泛音

参考资料