关于小提琴穿透力的科普知识

• • 关于小提琴穿透力之我见
• • 提琴声音的穿透力

引用 头发一根 2013-12-31 08:57

看完了老师的文章，颇多收益，谢谢楼主的分享。

从文章中我分析，当称赞某把提琴具有良好的传远力，首先是保证近距离欣赏时的音色美妙，然后由于琴的“谐音”会更多的激发低频“谐音”而具有了更好的“传远力”。
对于一个制琴师，应该不会为了传远儿传远，还是会更重视近距离的声音效果。

引用 计算机场统计 2013-12-31 09:50

<p>说得好！太精辟了！</p>

引用 clause9771 2013-12-31 11:09

原来是这个样子，谢谢老师指点。

引用 m91079 2013-12-31 12:15

        写得太好了，很专业又很通俗易懂，以前一直对传远力的问题想不明白，现在终于茅塞顿开。

引用 ba5rw2013 2013-12-31 13:34

感谢楼上各位的捧场。
话说回来，传统的观点是认为小提琴的穿透力来源于高次谐波，要知道经受住时间考验的经验才是颠扑不破的真理。难道科学原理和小提琴前辈大佬们的经验产生了冲突？

引用 歌手 2013-12-31 13:45

楼主爱动脑。
但物理学还要结合生理学才合实际。
人耳应该对稍高频率的声音敏感。
在公园吵杂中，你对小孩子的高尖嗓音敏感还是老人的低沉声音敏感？

引用 歌手 2013-12-31 14:00

还有一个，
能量富余量很大的情况下低频传远性好，
能量小的情况下稍高频传远性好，传远效率更高。
例子就是现在生产的小强磁扬声器做的小便携扩音机，同样锂电电源能量下，放低音传不了多远，放中高音几倍十几倍的传得远，以至于干脆任其衰减不放低效的低音信号，专注于高效的中高音信号。

引用 ba5rw2013 2013-12-31 14:13

（接6楼）其实不然！<div><br/></div><div>大家注意我在文中提到一句“基频和低次谐波”以便和"高次谐波"区分开来，这就是说，谐音成份其实是由一系列基频不同的整数倍的声音构成的。标准A=440赫兹的基频为例，当我们拉A弦的时候不仅有440赫兹的声音，还有880、1320、1760、2200、2640、3080、3520、3960……4400……8800……这些复杂的但是在数学上都是440整数倍的声音，其中440的2N次方的偶数频率都是逐级升高八度的A音阶，无疑是和谐的谐音，而奇数次的频率<span style="font-family: verdana;">对整个音色的影响是比较复杂的。举两个奇数谐音来研究其影响，其中</span><span style="font-family: verdana;">3倍频1320音名是E6（唱名是“咪”）、5倍频2200是接近#C7（唱名是失准的升“哆”），显然“咪”和“啦”（标准A的唱名）在一起，即使是一般音乐爱好者都觉得是和谐的声音，合唱团就是用人声来组合这些和谐声音，也就是所谓“和声”技术之类的，这样的声音非常悦耳具有和谐魅力。但是升“哆”而且还是走调不准确的声音和“啦”合在一起显然就是极不和谐的声音。后面的例子就不举了。啰嗦这些是想阐明一个观念，谐音并不是越多越好，还要看是什么谐音，笼统的以为高次谐音丰富就是好琴，那就麻烦了。</span></div><div><span style="font-family: verdana;"><br/></span></div><div><span style="font-family: verdana;">总结以上的分析，我感觉高次谐音份量多其穿透力强的传统观点在经验上是没有错的，但是显然缺乏科学的严谨性。而且我可以断言，即使是和声谐音丰富也必需是分布在低次谐音上，而且谐音必需是偶数次和那些构成和声的奇数次谐音的强度占优势地位，而高次谐音高多少我个人还没有详细推算和实践，但是我直观的感觉其绝对值不能高于6千赫兹，8千封顶，再高就是浪费演奏者的能量了，更高的谐音以及那些和基频产生碰撞消耗能量的不和谐奇数谐波对穿透力毫无贡献。</span></div>

引用 ba5rw2013 2013-12-31 14:28

还有一个问题，为何人们会认为高次谐音多而强的声音是好琴？<div><br/></div><div>这和人耳的敏感曲线和舒适音段有关。人耳对500到2千赫兹敏感适应，<span style="font-family: verdana;">因为这是人声的频率范围，</span><span style="font-family: verdana;">对1千赫左右的声音最为敏感，而上面说过，小提琴的基频却是196~880左右，恰好在敏感区的底下，人们认为穿透力强的高次谐音应该就是落在上述敏感区域的基频的倍率谐音。如果能量分配在这个区域，无疑是最为引人注目的小提琴声音，她可以在一片噪杂中脱颖而出。而我个人认为高于8千赫兹的声音就会衰减很快人耳不会太敏感是没有用的谐音。</span></div>

引用 ba5rw 2013-12-31 14:55

<div class="quote"><b>以下是引用<i>歌手</i>在2013-12-31 14:00:00的发言：</b><br/>
       
        还有一个，
能量富余量很大的情况下低频传远性好，
能量小的情况下稍高频传远性好，传远效率更高。
例子就是现在生产的小强磁扬声器做的小便携扩音机，同样锂电电源能量下，放低音传不了多远，放中高音几倍十几倍的传得远，以至于干脆任其衰减不放低效的低音信号，专注于高效的中高音信号。
       
</div><p></p>
这是因为便携扩音机的扬声器在低频段声能并非被衰减，而是被前后声波相位抵消的掉的。低音音箱需要更大的音障尺寸的，这是声音低频波长很长导致绕射所致，小扩音机是做不到的。聪明的工程技术人员因地制宜把便携扩音机的音频范围做到中高频，的确是利用了人耳最为敏感的中高音频段，只需提高更小的能量就能长工作时间。

引用 歌手 2013-12-31 15:14

<div class="quote"><b>以下是引用<i>ba5rw</i>在2013-12-31 14:55:00的发言：</b><br/><p></p>这是因为便携扩音机的扬声器在低频段声能并非被衰减，而是被前后声波相位抵消的掉的。低音音箱需要更大的音障尺寸的，这是声音低频波长很长导致绕射所致，小扩音机是做不到的。聪明的工程技术人员因地制宜把便携扩音机的音频范围做到中高频，的确是利用了人耳最为敏感的中高音频段，只需提高更小的能量就能长工作时间。 </div><p></p>
不是这样的，因为中高音也同样会“短路”，衰减应该是在小容量偶合电容的容抗和扬声器口径小。

这种便携扩音机多用闭箱压缩空气式的。不会有声音“短路”情况。

引用 ba5rw 2013-12-31 15:34

<div class="quote"><b>以下是引用<i>歌手</i>在2013-12-31 15:14:00的发言：</b><br/>
       
       
        <p></p>
不是这样的，因为中高音也同样会“短路”，衰减应该是在小容量偶合电容的容抗和扬声器口径小。

这种便携扩音机多用闭箱压缩空气式的。不会有声音“短路”情况。
       
</div><p></p>
这样理解吧。

引用 ba5rw 2013-12-31 15:44

通俗的说吧，能量的传递讲究匹配，小口径喇叭当然会产生低音，但是口径小推动的空气面积极为有限，由于空气动力学的原因，这样的空气振动很快被旁边的空气扰乱产生涡流而丧失了低音能量。也可以用阻抗匹配来分析。也就是说小口径喇叭低频空气阻抗太小，喇叭输出能量大多数被反射回去了，能量转换效率极低。而中高频恰是便携式扩音机喇叭的最佳阻抗匹配区域，其声能效率最高而已。哈哈……N多的分析方法都能说明同一个问题。但是归根结底还是波动学的相位不匹配问题。

再举个极端的例子，重低音耳机在耳道里很强悍，拿出来就不行了，不是低音传不远，而是振膜推动的空气截面积太小。所以低音传远高音衰减快是颠扑不破的真理。哈哈。

引用 歌手 2013-12-31 16:06

俺经常用便携轻巧的小压缩式闭箱为移动乐队作重低音Bass伴奏，效果还不错，只是要带的电源要比扩音箱还要重的多。只要能量足，没啥办不到的事。

引用 ba5rw 2013-12-31 16:16

<span style="font-size: large;">再补充一个重要的知识：声波分为球面波和平面波，点声源产生球面波，喇叭口径越小越接近点声源，球面波的性质就越明显。同理，口径越大其平面波的特征就越突出。由于周边空气压强的影响，球面波每增加一倍</span><span style="font-size: large;">距离</span><span style="font-size: large;">声压减6分贝，而平面波只衰减3分贝。</span><div><span style="font-size: large;"><br/></span></div><div><span style="font-size: large;">然后，还有声源的振膜面积也直接影响声压，想象一下极端情况，当振膜缩小到空气分子大小，那是产生不了声音的。所以低音喇叭绝大多数都是大口径的。是不是小口径喇叭就不能产生震撼的低音？不见得！如果您巧妙利用谐振腔，也就是合理利用不明觉厉的“亥姆霍兹共振”也能产生震撼的低音效果，但是要有足够体积的空气腔。小提琴的琴箱就是一个空气腔。小的f孔就是为空气腔的振动提供阻抗的。</span></div>

引用 sussy 2013-12-31 17:56

低音穿透力一定比高音传得远，作个比例，当你经过某酒吧门口，就可以清晰听到低音炮传来的窿隆声，高音却只有那么一点点，还有在远处车子里在放音乐，我们还是只能听到低音频率高音却什么也听不到，庙里的大钟如果敲打一下，坚信能传很远，换转是一支小号吹一下，倒觉得一下子就没了。

引用 ba5rw 2013-12-31 20:07

<div class="quote"><b>以下是引用<i>sussy</i>在2013-12-31 17:56:00的发言：</b><br/>
       
        低音穿透力一定比高音传得远，作个比例，当你经过某酒吧门口，就可以清晰听到低音炮传来的窿隆声，高音却只有那么一点点，还有在远处车子里在放音乐，我们还是只能听到低音频率高音却什么也听不到，庙里的大钟如果敲打一下，坚信能传很远，换转是一支小号吹一下，倒觉得一下子就没了。
       
</div><p></p>

是这样的。英雄所见略同！我本来也举了迪吧的例子后来删除了，怕人家以为我常混迪吧，其实我是很讨厌的，不够雅致。哈哈。&nbsp;<div><br/></div><div>至于小号的声音我感觉和大钟一样也能传播得很远，主要原因是小号的音频落在人耳最敏感的区域，而大钟的低频反而是人耳稍欠迟钝的低频，这样一来，<span style="font-family: verdana;">在远处一定的距离区域中，</span><span style="font-family: verdana;">小号的声音虽然衰减的多，而大钟低沉的声音衰减的少，但是对人耳来讲自动补偿，结果小号也具有很强的穿透力。而小提琴要做到在500到5000赫兹内谐音强壮，那穿透力一定也是杆杆的！</span></div>

引用 sussy 2013-12-31 22:34

说得对，有理。

引用 ba5rw 2013-12-31 23:22

<div class="quote"><b>以下是引用<i>歌手</i>在2013-12-31 16:06:00的发言：</b><br/>
       
        俺经常用便携轻巧的小压缩式闭箱为移动乐队作重低音Bass伴奏，效果还不错，只是要带的电源要比扩音箱还要重的多。只要能量足，没啥办不到的事。
       
</div><p></p>
这个箱体多大?感觉跟亥姆霍兹共振腔有关。我用2.5升可乐空瓶可产生88赫兹的低频声音，已经落入低音区（20~160赫兹），如果小于2.5升可乐瓶容积的音箱能产生重低音那就是奇迹了，愿闻其详，谢谢！

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