书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第9章 琴弦的秘密

扬琴上有许多琴弦,打击不同的琴弦便能奏出变化多端的乐曲来,它的音调是怎样变化的呢?让我们做个纸盒六弦琴,研究一下琴弦的秘密。

扬琴找一个结实的小纸盒子,再找六根皮筋,把皮筋一根根地套在小纸盒上,让它们相互间保持相等的距离。裁一张硬纸,折成一根长的三棱柱,放在六根皮筋下边,把皮筋支起来。再做六个小三棱柱当“码子”,依次卡到六根弦下,使六根弦长短不一。用手指弹一弹,你会听到六根弦发出不同的音调。适当移动“码子”,可以弹出几个标准音,把“码子”粘牢,就能弹出优美的乐曲了。如果盒子过大,也可以把橡皮筋剪断,用图钉或穿孔打结的办法固定到纸盒的两侧。

仔细观察一下你的六弦琴,你会看出,这六根弦振动部分的长短不同,而且紧张程度也很不同。音调高的,皮筋的振动部分又紧又短;音调低的,皮筋就比较长而且松。可见,皮筋振动的频率和它的长度、松紧程度有关系。

琴弦长度和音调的关系早就引起了人们的注意。我国战国时代就有“大弦小声,小弦大声”的记载。古希腊的数学家毕达哥拉斯,专门对琴弦做了研究。他发现,琴弦的长度符合数学规律时,琴就能发出和谐美好的声音。

毕达哥拉斯用的是三弦琴。他计算出,当三根弦的长度适合下列比例式时,琴声最和谐:

1∶45∶23

也就是说,第一根弦的长度是1,第二根弦的长度是45,第三根弦的长度是23。

找一个纸盒(木盒、铁盒也可以)、一枝铅笔头、一段小线、一点松香和一把尺子。在盒的一侧开一个小孔,让小线穿进去,在盒里拴上铅笔头,用松香擦擦小线,让它跟胡琴的弦那样变涩。把盒子放好或请一位同学拿住它,你用一只手拉紧小线,另一只手拿着尺子在小线上摩擦。听!你的胡琴发出了声响。改变小线的长度和松紧状况,胡琴的音调也就随着发生了变化——可惜,它的声音并不优美。

你能根据这把“纸盒胡琴”,说明用二胡演奏各种乐曲的原理吗?

人类最早的乐器

人类最早的乐器不是琴,也不是笛子。用弦做琴,用管造笛都比较复杂。最简单的乐器就是石头。

找大大小小的几块石头,用绳子把它们拴上,挂起来,用木棍分别敲一敲,每个石头都会发出不同音调的声音来。这就是远古时代的石头乐器。

在我国古代的乐器中,有一种特磬,是用石或玉雕成,用架子支起来,敲击发声,这是一种打击乐器。商代已经出现了三个一组的编磬——三个磬分别发出三种音调,组合起来敲打能演奏乐曲。

找七只玻璃杯,分别盛上不同量的水,由少到多地依次排列,用筷子敲打,使杯子依次发出1(多)2(来)3(咪)4(发)5(嗦)6(啦)7(西)的音调,然后用这套杯子奏出歌曲。