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三弦乐器的结构及有关声学原理
萧剑声 华音网 2024-04-18

摘要:要想学好乐器的演奏‚必须要了解所学乐器的结构、性能及其有关声学原理。本文从以上三个方面出发‚对三弦乐器做出分析与研究以期对三弦学习者有所帮助。

关键词:三弦;乐器结构;性能;声乐原理

要想学好乐器的演奏‚必须要了解所学乐器的结构、性能及它的有关声学原理‚只有完全地认识它、了解它才有可能更好地去掌握它。

一、三弦由琴鼓和琴杆组成。

1. 琴鼓各部件的名称:琴鼓(总称)、鼓框(木质部分)、鼓皮(蟒皮)、鼓腔(封闭式共鸣箱)、鼓线(鼓上两条骨质白线)、琴马、弦钩、支架、菱形帽、铁屑等。

2∙琴杆各部件的名称:琴杆(总称)、琴头、琴轴、轴孔、弦仓、山口、指板、琴弦(子弦、中弦、老弦)、榫(插入鼓腔部分)。

二、三弦乐器结构中的几个重要问题。

1.鼓面与指板平面不能在一直线上。鼓面下端要低于指板平面延长线约6毫米‚则鼓面要往后背这是决定弦通过琴马给予鼓皮的力度问题。背得少则力度小,背得多则力度大,力度太小蟒皮不能充分振动,共鸣作用小,力度过大又会抑制蟒皮的振动。鼓面下端往后背约6毫米,用约12毫米高的琴马置于鼓皮振动面(减去两头木框)下端四分之一处,这时指板下端尽头处,弦离指板的距离约为8毫米,这个距离也很合适,左手按弦方便,且琴弦通过琴马给予蟒皮的压力适中(最佳压力),发音效果最佳。

2.要选择好琴马。琴马是将琴弦振动传送给鼓腔的工具,它对音质的影响很大,它的原料、大小、轻重、放的位置都会对音质产生影响。原料过去用过竹、木、骨三种,还是竹质比较好,有整竹、合竹两种,整竹较轻‚合竹因两面皆青竹,所以较重。琴马高约12毫米,长34毫米(弦距14毫米)、脚宽9毫米,中间雕空。音质较空的三弦,宜用较轻、马脚接触蟒皮面积较小的琴马;音质尖脆的三弦,宜用较重、马脚接触蟒皮面积较大(中间不要雕得太空)的琴马。琴马一般放在鼓皮振动面(减去两头木框)下端四分之一处,音质较好‚但每个三弦不完全一样,可在上下10毫米以内调试找到最佳位置然后画线定位。琴马定位了,指板上的音位也就固定了。

3.琴轴的改进与使用。琴轴是系弦和定音的工具。轴呈圆锥形,传统三弦的轴两端大小差过大,两个轴孔的大小差必然也大,从力学角度分析,它的稳定性必然也较差,极容易跑弦。现在的60型与80型三弦已做了改进,但系弦时一定要把弦缠在靠大孔那边‚这样弦的张力有使轴向小孔那边推的力量,不易跑弦。反之如果把弦缠在靠小孔那边,弦的张力就有使轴向大孔方向退出的力量,最容易受振跑弦。轴与轴孔要结合严密,不能有丝毫摇动。

4.对琴弦的要求。琴弦是三弦的音源物体,直接关系到音质的好坏。对琴弦的选择首先是原料,既要发音好,又要有一定的拉力,其次就是粗细的选择。如子弦(g)的频率为196赫,有效弦长约为867毫米(山口至马的长度),要选一个张力适当、发音最好的弦,在固定的频率和固定的有效弦长的情况下,张力由弦的粗细来决定。弦粗则张力大,弦细则张力小。经试验子弦直径为20丝(百分之20毫米),它的张力就是子弦发音的最佳张力,能得到理想的音质。三弦定音时必须“先定位(演奏时的三弦位置)、后定音”因为三弦的琴杆长而细,当它向左边倾斜时,琴杆有向下堕落的力量,使子弦张力减小音降低、老弦则张力增大音升高,所以一定要在正常演奏姿势下定音。如果将琴立放在地上或平摆在桌上定音,演奏时音就不准了。演奏者有时会碰到这种现象:三根弦的空弦音定准了,但在高把位上三条弦之间的音位关系不对,一般是中、老弦上的音易偏高。有人认为这是由于三条弦的粗细比例不适造成的,这是误解,而是弦的材料质量和粗细不匀造成的。不论弦的粗细如何,只要材料质量统一、粗细均匀,它们的音位一般是不会变的。造成音位不对的弦不能使用,易将左手的把位观念打乱。有人发现高把位音的关系不对时,他就把音变高的那条弦的空弦音定低一点来演奏,这是不可取的。这样高音区可能对了,低音区就不可能对了,而且空弦之间的共振、共鸣都会降低作用,破坏了乐器的整体音质。三弦的杆长、弦细、共鸣箱小,音区只比琵琶低大二度‚常用音区为d--g2(频率147--784)‚所以它只能是中音乐器,弦长而细是形成三弦音质特点之一。

5.要选择好蟒皮。蟒皮的质量对三弦音质的好坏影响最大。选择蟒皮的问题比较复杂,首先是蟒的品种。品种不同,质量也不同,还有蟒的年龄、性别、皮的厚薄都与音质有关。一般选择蟒皮的经验有这样几点仅供参考:(1)制作琴师有选用“青花白脆蟒皮”之说。“青花白”是指花纹清晰,青白分明;“脆”是用手抖动皮板时发音清脆的较好,俗称“脆整体振动外;(2)三弦要求蟒皮蒙得越紧越好。有经验的师傅可将各种蟒皮都能蒙到它的极限张力,再紧就要破裂的程度。不同的皮子它的张力极限点不同,好皮才能蒙得紧。(3)演奏者如何选择已经制作好的三弦蟒皮?当然首先是听演奏音质,还可把三弦平摆在桌上,取下弦和马,将鼓摆平使鼓背面蟒皮紧贴桌面,然后用小棍(或铅笔)敲打正面蟒皮放马处。一般是音高的较好,再敲四角,音高一样说明四角张力相同。再敲四边,音高一样的较好。总之“青花白”、大方鳞、鳞与鳞之间距离较宽的较好,鳞距宽说明皮已拉开,张力较大,不易落调;色暗、椭园鳞、鳞与鳞之间拉不开的一般都不好。

三、三弦乐器的有关声学原理。

演奏者是通过乐器的音响来表达思想感情的‚要想随心所欲地掌握乐器的音响‚必须要了解乐器的有关声学原理。

1.先略述音的特性和规律。音的产生是物体由于外因而产生振动发音。音分“乐音”与“噪音”,物体作周期性的有一定规律振动发生的声音叫乐音,则按一定的频率而振动,有一定的音高。物体无规律的振动,或许多不同频率和不同强度的短音无规律的混合在一起形成的声音叫噪音,无一定的音高。所谓“频率”是单位时间内完成全振动的次数(按秒计算)频率快则音调高,频率慢则音调低,则音的高低是由频率的快慢而决定的。国际标准将a的频率定为440次/秒。频率单位为“赫兹”一秒振动一次为一赫兹,标准音a为440赫兹。音品(音色)是由泛音的多少、泛音的频率和振幅决定的。“振幅”是表示振动强弱的物理量,是物体在振动中偏离平衡点的最大值。

2.琴弦振动的特性。琴弦的发音并不是一个纯音(只具有一种频率的音叫纯音),而是复音。琴弦振动时除全弦做整体振动外,同时还分成相等的2段、3段、4段、5段而振动。全弦振动的音叫“基音”。音量最大,每个分段的振动都会产生一个泛音,一般分段少的音量较大。弦振动的图示如下:(分6段以上不绘)

三弦子弦基音为1(g)

用奏泛音的手法在各点弹奏都会得到一个泛音。如左手点奏二分之一处时,全弦及分三段的振动停止,分二段的振动突出得1音,频率为基音的两倍,是此弦的第一泛音;左手点奏三分之一处,弦分三段的振动突出,得5音。频率是基音的三倍,全弦有两个三分之一点,可奏出两个泛音,因频率相同,皆为5音是此弦的第二泛音。其它依此类推。

三弦子弦泛音表

子弦基音1(g)有效弦长867mm频率196次/秒(赫兹)

三弦中弦泛音表

中弦基音5(D)有效弦长867mm频率147次/秒(赫兹)

三弦老弦泛普表

老兹基音1(G)有效弦长867mm频率98次/秒(赫兹)

3.琴弦的最佳触弦点。三弦有效弦长的各个部位都可弹奏发音,但触弦部位不同,音响效果也不同,而且差异很大。但每条弦都有一个最佳触弦部位称“最佳触弦点”(或叫“常规触弦点”)。由于三条弦的粗细和频率的不同,各自的“最佳触弦点”也不同。演奏者用听觉就可以测定:方法是用左手指甲由靠近马处开始不断弹空弦,同时触弦点逐渐上移。你会感觉子弦的最佳触弦点在离马约4cm左右,音质饱满有力,音量大。中弦的最佳触弦点在离马约5.5cm左右,老弦的最佳触弦点在离马约7cm左右。这是因为在最佳触弦点弹弦所产生的复音中的基音及各段的泛音皆能充分振动发音音源、共鸣、共振都能充分发挥作用因此音质好。

由最佳触弦点往下移动弹弦,复音中的低频音就会削减,而突出了高频音,音尖而干;由最佳触弦点往上移动弹弦,复音中的高频音就会削减而突出低频音,音空而虚。这里所讲的音质好坏是从自然科学角度来讲的,不是从艺术表现角度来讲的。从艺术表现角度来讲,恰恰可利用触弦点的变换来扩大音色变化,有助于塑造各种音乐形象。但是最佳触弦点应是手法的基础,所以也可叫“常规触弦点”。

4∙三弦音的合成。三弦的音由三部分合成‚即音源+共鸣+共振。

音源--指甲弹弦‚琴弦受外力而产生形变,由于弦的“回复力”作用(或叫“弹力”作用)而产生振动发音,这是三弦的音源,它的音量很小。

共鸣--音源弦的振动通过马的传导而激发蟒皮振动产生鼓腔共鸣,共鸣可扩大音量和美化音质。我们可以在琴上作一个简单的试验:在三弦有效弦长的中央再装一个琴马。此马两边的弦长、张力、音高都相同,但分别弹奏出来的音的音量、音品差异很大,差异产生的原因就是有无“共鸣”的关系。弦的振幅方向对共鸣影响很大,对皮模乐器影响更大,皮模振动的特点是以平面上下振动为主。二胡的弓子与皮面做垂直状磨擦琴弦时,能使皮面充分振动,共鸣作用大,所以音质好。三弦也一样,指甲与皮面做垂直弹弦,这时弦的振幅方向也垂直于皮面,它与皮面上下振动的方向一致,易使皮面起振而取得好的共鸣,所以音质好。鼓框的作用有二:一是自身参加振动,激发蟒皮与鼓腔的共鸣;二是不断反射振动波,使振动能延续。所以鼓框要用硬木,并要有一定的厚度,不能太薄,否则音虚而空,琵琶的背板也是以不断反射振动波的作用为主。

共振--共振是指一条弦发音时,会激起其它弦同时起振发音。共振音与音源的频率相等时,其共振音的音量较大,其次是音源的频率是其它空弦音频率的倍数时,都会有较好的共振效果,倍数越小效果越好,即共振的大小决定于两音之间的频率比。我们可以在琴上做个试验:用左手食指在子弦的高音区奏一个音,同时用左手名指轻放在中、老弦上,这样奏出来的音,与左手名指离开中、老弦后奏出来的音完全不同,因为前一音没有中、老弦空弦的共振音,而后一音有中、老弦的共振音。

音源能引发共鸣和共振,同时共鸣和共振又反过来激发音源持续振动发音,三者相互作用,一直到余音消失。多弦乐器如钢琴、筝、扬琴等在制作和演奏中,既要有共鸣和共振,又要研究如何抑制共鸣和共振,否则演奏一段旋律时,所有的音(包括共振音)同时持续发音,必然会合成一种噪音‚干扰旋律的清晰。而三弦乐器弦少,余音短,演奏时必须要多注意充分发挥共鸣和共振的作用。

如果我们在三弦的学习中,能把以上这些基础知识学通了,就会帮助我们去找到正确的演奏方法,因为一切技法都与它们有着密切的关系。

作者简介:萧剑声,男,著名三弦演奏家,中国音乐学院教授。

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