钢琴的发声原理是怎样的
钢琴是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，有“乐器之王”的美称。钢琴为什么会发声？钢琴怎么发声的？钢琴的发声原理是怎样的？下面是学习啦小编给大家带来的钢琴的发声原理的相关知识，欢迎阅读!
钢琴的发声原理
一、钢琴的基本构造
踏板
踏板(Pedal)是指钢琴下面用足踩的踏板而言。它是钢琴中除键盘外最重要的配件。1711年意大利乐器制造家克理斯多佛利(Bartolommeo Cristofori)在改造钢琴时发明的。主要分为三个部分。(其中最常用的是延音踏板)
延音踏板(Damper Pedal)：右踏板，也叫做延音踏板，又叫共鸣踏板。是英国人布劳马(John Broadwood)于1783年发明，通常是钢琴下最右内侧的踏板，也有书上称之为“增音器”，当延音踏板被压时下，平时压在弦上的制音器(Damper)立即扬起。使所有的琴弦延续震动，将踏板放开后，所有的制音器又全部压在琴弦上制止发音。由于按下制音踏板会使琴声在一定程度上扩大，故又称强音踏板(Loud Pedal)。
柔音踏板(Soft Pedal)：左踏板，也叫做弱音踏板(ulna cord)。在平台式钢琴里，踩下柔音踏板时，琴槌会立刻向旁推移，使音量减少，并使声音变得非常清纯、柔和。而立式钢琴，踩下柔音踏板时，琴槌移近琴弦，藉以减轻冲力，减少打击的长度与强度，使音量变小。它的作用就不仅是帮助演奏者弹得更弱，也是为了增加声音的柔和，并除掉音质中任何敲击的成分。左踏板往往被比作"旋乐演奏者的弱音器"。
消音踏板(Sostenuto Pedal)：中踏板、选择延长音踏板(sostenuto)。具有特殊性能的踏板。三角钢琴中间踏板的用途是“特定连音踏板”，用法是先弹下琴键并保持，踩下“特定延音踏板”不放，刚才所弹键会继续延音，其他键不受影响。大部分现代立式钢琴的中间踏板被踩下时，一块活动的绒布会夹在琴槌和琴弦之间，使音量变得极低。通常只使用于夜间或清晨弹奏钢琴之时，以免惊扰邻居的安宁。所以有时候也称为也有称之为倍弱音踏板。
调音钉
调音钉(Tuning Pins)是一些能够用特制扳手扭动旋转的钉状螺栓。它的旋床是有锁口的特制高碳钢，因而琴弦能牢固地绕在弦轴钉上，致使音准在琴弦高强度拉力作用下能长期保持并稳定下来。
琴槌
琴槌(Hammer)外包着高品质的毛毡或绒布，由于这层“皮肤”多是羊毛造的，因而又称羊毛槌。它本身连着琴键，当琴键被按下时，琴槌便会打落琴弦上并借着琴弦的振动使钢琴发出声音。因此，它的作用是用来敲击被调音钉紧扣着的琴弦。
制音器
制音器(Damper)制音器是与弦紧贴着，用来阻止弦的震动。例如当钢琴上的琴键被按下时，钢琴内部的琴槌会打在一条条用铜制造的琴弦上，借着琴弦的震动发出声音。
击弦机
击弦机(Action)击弦机连接着琴键和琴槌，是整部钢琴的灵魂和最重要的配件。
音板
音板(Soundboard)音板位于钢琴内部的一块大木板，高档钢琴用枫树实木板拼成，现代低端普及琴有用密度板。它连着调音钉，紧贴着琴弦，当琴弦振动，音板会使声波高效率耦合到空气中，即将声音透过响板反射以及扩大出来。
琴键
琴键(Keyboard)整个琴键都是由黑键和白键组合而成。黑键36个，白键52个，共88个。
二、钢琴的发声原理
钢琴背架上有一排钢丝弦，有单根的缠弦，有两根和三根的裸弦。共计二百多根。钢琴发声就是由琴键顶起击弦机，又由榔棰敲击弦列发出声音。由于这些根弦的粗细、长短、张力不同，所以发出不同的音高。如果这些琴弦的张力发生一丁点变化，它的音高就相应改变。所以经常调律是必须的。
钢琴的发音系统
钢琴的发音系统大致包括琴弦、弦轴、弦轴板、后背支柱、铸铁板、弦枕、音板、肋木、琴码等。
(1)琴弦
钢琴发音的振动题是琴弦。琴弦是用含有纯度非常高的碳素而制成的，被叫做“音乐钢丝”。琴弦的材质非常重要，可以说琴弦材质的提高，是使钢琴的性能能够快速进步的最大、最重要的因素。
18世纪初所使用的琴弦，是由铁丝或铜锌合金制成的。由于这些材料的抗张强度很低，耐久力也小，还缺乏充分的张力，所以声音是微弱的。
1819年，随着钻石与红宝石的拔丝模的出现，得到了能够经得起很强的张力又不会使钢丝延长的琴弦。材质、拉丝技术的进步也是完成现代钢琴的重要因素。现在使用的碳素钢丝的原料是碳素含有率在0.85-0.95%的程度，它具有极其细微的粒状组织。琴弦所要选择的是具有均匀质量的沿着拉力方向只有一点点延长的结晶系。
琴弦不仅仅只是进行单纯的物理实验、化学分析等。它也决不可混入不纯的物质，不能有创伤，还要求要有精准的尺寸，以及材质在整体长度上的均匀一致，横断面的整齐。有很强的抗张强度，抗折弯也很强的原材料。
为了检查它的张力、硬度、弯曲度、扭曲度，还要使用显微镜技术，拍扁等多种的最高级的试验。
琴弦的粗细号数常见的是最高音从13号(0.775mm)开始使用，共约20种号。
根据琴弦振动的理论，高音细而短，低音粗且长。在钢琴的低音部随着受到钢丝的粗度与长度的限制，还需要把用于铜芯线的软铜丝重复的缠绕在钢丝上，以减少它的振动数。
什么位置上配合使用怎样粗细长短的琴弦，对音色、音量、均衡都有很大的影响。
还有，在中、高音部分是一个音3根弦，低音部是2根弦，而最低音部约一个八度的音只使用1根琴弦，其主要目的是为了音量均衡。一台88键的钢琴，琴弦数量大约有220-230根，三角琴大约240根左右。
把琴弦拉紧后达到正确的音高时，1根弦的张力是80-90公斤，一台琴的张力加起来可达到20吨左右。
(2)弦轴
钢琴的琴弦是被缠绕在弦轴上。弦轴的标准长度是62mm，直径为7mm左右，挂弦眼的内径为1.6mm，重量16克。(修理中用于更换的弦轴有7.2-7.5mm的)用调音扳子转动弦轴，把琴弦拉紧，缓慢的把张力进行加减就是“调律”。
弦轴的头部为了便于插入调音扳子而做成四角型，下半部分是带有很细的螺纹被旋进木板里。转动弦轴的时候如果轴眼太紧，就会使它断裂。还有，为了弦轴表面能够防锈，要进行化学方面的处理，涂酸化膜击实施镀镍等。
把琴弦的一端插进弦轴上的横洞里绕二又四分之三圈，另一端挂在挂弦钉上。在中、高音部分，一般在这个挂弦钉上回转它的另一端，把回转后的另一端琴弦挂在相邻的弦轴上。
弦轴的数量与琴弦是相等的，一台琴是220-230根琴弦。
弦轴垫圈是枫木材料制成的，用于堵塞弦轴与钢板之间的间隙，使摩擦力增强，能更好的保持音准，看上去也美观。
(3)弦轴板
弦轴是被拧入到弦轴板里的，弦轴板是由数块枫木以不同的木纹方向上粘合而成的。弦轴板的质量对音准的保持具有很重要的影响。如果干燥不充分，会使弦轴逐渐松动，很容易跑音。即必须在能够支撑1根弦的张力在100公斤以上时，弦轴也不能回转。三角琴由于更要增加音准的保持力，还要使用多层弦轴板。
(4)后背支柱、铸铁板
一个能够支撑20吨的琴弦张力的主要部件是支柱和铸铁板。它们两者一般被设计成一体和适当的相乘效果。
在铁板铸造技术进步后的今天，比起容易受到温度、湿度影响的木制支柱来说，近来见得多的还是以钢板为主体的设计。
支柱的组成方式，三角琴采用放射状，立式琴一般采用纵向式的排列。它主要的作用是增加抗扭曲的强度，像人的肋骨那样，能把中心部微妙的隆起的技术需要最高的技术。
铸铁板不只是支撑琴弦的张力，也是为了辅助琴弦的振动。铸铁的质量、材质的硬度以及形状、厚度都对声音有着微妙的影响。
(5)弦枕
琴弦是靠弦轴与挂弦钉连接起来的，实际振动发音的是在弦枕或千斤与琴码之间。琴码是琴弦振动的支点，同时，还是传导音板振动的重要部分。
在立式琴上，弦枕是钢板上的一部分，它的作用=是把琴弦支起来，在弦轴与弦枕之间用压弦档把琴弦压下去。三角琴的高音部分也是用弦枕与压弦档压住，在中音和低音部则使用“千斤”。千斤是用铜锌合金制作的，它是琴弦振动的支点的一端，在立式琴上也有全部都用千斤代替弦枕而使用的。
千斤是弦枕和压弦档的合并物，它能使琴弦的间隔、弦长、弦的高度均匀一致。不论是千斤还是压弦档与弦枕，它与琴弦的角度及接触点的形状，对于优质的发音都是极为重要的。
(6)音板
如果单单只靠琴弦的振动，由于琴弦的表面积非常小，在空气中传出的声波也就极其微弱，几乎听不到声音。但是如果能够让很大的音板全部振动起来，由于有宽阔的振动面积，就能够得到很大的声音。不仅如此，音板还是支配琴弦、榔头以及整架钢琴音色的一大要素。
作为好音板的条件，必须满足以下条件：
1、振动传播快;
2、比重小;
3、具有柔韧性，又富有弹性;
4、能够给与优美的音色。
关于音板的材料，从古代时在欧洲就极为重视。有属于欧洲云杉的德国云杉被认为是最好的音板材料。现在使用很多的是美国的阿拉斯加松、德国松、日本松。国产琴大多是采用我国东北或四川的云杉。
音板使用厚度约10mm，中间最厚，然后逐渐的向边缘变薄，它的幅宽为7-375px。用数块木板顺着木纹的方向，从高音到低音侧斜着向从中间向两边拼贴。在音板的中央部分要向琴弦的方向翘起约10mm，使它有一个弧度。因为在音板的表面被琴弦压紧时，在它的里面是处于被压缩状态。如果失去这种在琴码下的压缩状态，就没有希望获得优良的发音，它需要有形形色色的加工方法和窍门。
音板的材质要选择木纹的流畅直顺和木纹宽度一致为好。
(7)肋木
一般来讲，木材的振动传播速度有顺着木材的方向和与木纹成直角的方向之说。顺着木纹传播的速度比直角的传播速度快约3.5倍，弹性也相差约12倍。由于既要束缚住音板整体声音的传播，又不能使木纹的顺方向与直角方向变得不平衡，就要把肋木和音板的后面成直角粘合在一起，以使声音达到整体的均衡。
肋木所使用的材料与音板相同，它是与音板的木纹成直角。肋木在与音板粘合的一面是被做成一个大的弧形。根据音板的尺寸裁成不同的长短，中间的最长。然后用十树根按一定的间隔依附在音板上。还有一种根据立式琴的机型，从次高音到高音，为了达到优质的音色、音量及扩展，在高音侧采用“鸟爪式”的肋木安装方法。
肋木是造成音板有必要的弯曲的辅助材料,另外它还能起到把安装在音板上的琴码支撑住所通过的琴弦的辅助作用。
(8)琴码
在音板的正面，振动琴弦的一端是由琴码当作支点的。琴码在把琴弦的振动传导到音板上的同时，还必须要把强大的张力的琴弦保持在码钉上，所以必须使用有高度韧性的材料。
在一台钢琴上，有长码和短码共2根，长码是从高音连接到中音，短码被使用在低音的缠弦部分。琴码是粘结在与音板的木纹大致相同的方向上。
在次中音部，由于要保证有必要的弦长，而低音短码又被安装在长码的下端。为了尽可能的让它在中间的位置上把振动的琴弦发出的声音传到音板上，一般是采用让它弯上去的方式。
另外，在琴码上的根码钉是起把琴弦屈曲后而固定住的作用的。
对于振动的琴弦，也是防止它不稳定的界限。琴码增加了音板的固有振动，把音量增大，使音变得优美。可是如果使用了劣质材料，就会在音板中消耗很大的能量。还会使传播效果变坏，那就会变成不明亮的钢琴了。
总之，对于钢琴的发音系统而言，每一个部件都有着各自不可取代的地位，都应该引起我们的重视。
正确发音对学钢琴的重要性
一、 从连第一个音开始就要学会“听”：
钢琴的入门方法很多。从我国目前情况来看，从断奏入门是被广泛接受和采用的。断奏的开始虽以单音作为元素，一个个音的练习“落下去-手指站住-提起来”。但是问题在于大家同样都在练断奏，练法却有很大的不同。我认为需特别强调的是，练习的正确与否，必须通过声音来检验。学生从练第一个单音段奏开始就要去听，当手指触键，琴槌击弦时，听声音是否充分地发出来了;是否有良好的震动与共鸣;当手指保持在琴键上站立时，耳朵要倾听声音的持续和延长，并要学会辨别好听的声音和不好听的声音。在此基础上，让学会理解到不好听的声音是由于错误的弹法直接造成的。譬如说：敲砸的声音是由于过高过猛地向键盘冲去而造成的;闷暗的声音是因为下键的速度造成的;而挤压的声音是由于在钢琴发声后，手还继续对键盘施加压力而造成的。那么，正确的弹奏应该是手臂放松自然，离键不要太远，用物体自然下落的速度触键，一旦声音发出，手绝对不要在对键施加压力。就是说，这个音应是一触即发的，并且要去掉一切不必要的多余的动作。通过这样的要求，弹出好听的声音应是明亮、宽厚、具有共鸣的。教师应要求学生在一开始就要学会把正确的动作与正确的声音结合起来，懂得听什么和怎么听，这样的开端对以后的钢琴学习会受益无穷。
当学生学会听一个一个的单音后、第二步就应从短小的乐曲里去听音与音之间的联系和倾向，听每组音的声音是否均匀，平衡。第三部在开始学习两个音的小连线时，要听两音之间是否声音连起来了，听小连线的第二个音结合重量下落是否在语气上达到了强调。第二个音作为尾音结合重量提起，声音是否比较柔和和委婉并在减弱。第四步，在学习几个音的连线和乐句连线后，则要结合句头、句尾、句中的语气、高矮、强弱等去听乐句的进行。
总之，要学会听，要懂得如何去鉴别声音的好坏优劣，这是教师和学生的首要任务。这个概念必须在一开始学钢琴时就建立起来!
二、自然重量的运用与调节是良好声音的基础和保证
所谓自然重量，首先是指手臂的重量，进而是指对身体部分对重量的补充和结合。在弹奏中如不会使用重量，声音必然就会单薄、浮浅和缺乏表现力。
对重量的运用与训练应有一个过程，首先是要学会能把手臂的重量全部放下去，弹出丰满、淳厚的声音。一般在教学中常常提到的“一滩到底”即是指把重量“放入”键盘，不要把重量淤塞在手臂、手腕的某个部位。
而重量的调节必须建立在重量能全部自如放下的基础上，根据音乐所需要声音的强弱、厚薄给予键盘重量的变化/如果声音要强，可结合补充身体的力量;如果声音很轻弱，则可把重量控制到最小。譬如说，仅一个手指的重量，也是可以的。但需要特别强调的是，为了声音的通透，不论重量通过指尖“送”到键盘里去。唯有这样才能使最轻的声音清清楚楚地传到音乐厅最后一排观众的耳朵里去。
综上所述，我在此提出的重量概念是包括全部的重量棗全部臂重并可加上身体所能补充给手臂的总和;也包括经过调节和控制的，哪怕是最微小的重量。由这样大大小小的重量，经过灵活自然的变化应用，给我们的声音变化提供了极大的可能。
三、指尖的触键必须“弹到点”
我提出“弹到点”这个说话，是一个触键的概念，我认为这是保证良好音质的必需。
从钢琴的发音特点来讲，每个音不论强弱、厚薄都应该有一个最佳的发音点。这个点在触键时应多深多浅，力量应用得多大多小，下键速度应多快多慢都应根据声音的需要来衡定。我们可以肯定的是：无论何种声音都需由槌敲击琴弦才能发出该声音所需要的震动;这种震动一是压不出来，二是声音一旦发出来之后再用力也改变不了。哪怕是再深厚持续的声音也必须在发音的瞬间积聚好力量，使声音尽可能深沉有利地发出来，使其有最好的震动和延续。而在声音延续过程中我们保持情绪，保持手的稳定，保持自然重量继续在琴键上。我们在钢琴上“保持着”，这种感觉是绝对必须的。可是唯独有一点我们不能做到，那就是企图在发音完成后，我们在施加力量去改变这个已发出来的声音!在钢琴上我们只可能在一瞬间把我们所希望和追求的那个声音发好，其后声音延长得是好是差，在发音时就已决定了。所以我认为无论声音强弱，每个音的发音点都应在触键时感觉好。深厚的声音自然应该把琴键弹“深”;果断的声音触键时必须直截了当;歌唱的声音要让琴弦发出最好的共鸣和延长;轻巧的声音则要在触键的过程中找到它合适的位置，千万不要压。
总之，我认为弹琴必须“弹到点”，这是符合钢琴这件乐器的特点的。在触键上找到每个音的最佳发音点，能提高手指的控制能力，加强手指触键的精密程度，增加演奏的把握性。而最主要是改善了声音的质量，发出真正符合钢琴特点的“钢琴化”的声音。
四、变缺憾为优势
当我们听好的歌唱家演唱或优秀的小提琴家演奏时，他(她)们的声音连贯和气息悠长，这是钢琴很难比拟的。的确，钢琴作为键盘乐器，要弹出好的连奏或歌唱性是太不利了。但是好的钢琴家们在钢琴上也能弹出非常动人的歌唱性乐曲，他们演奏出来的“钢琴化”的歌唱可以是如此的迷人。那么诀窍何在呢?在于他们掌握了钢琴这门乐器，充分发挥了钢琴的长处，并巧妙地掩盖了钢琴的弱点。
钢琴的弱点在于其声音一旦发出，就只能靠其余震延续，声音很快地减弱。所以就某一个音来说，是不能作出渐强的。同时钢琴的声音只要发出，就不可再修正或改变，这一点也是大大地比人声和管弦乐器要不利。但钢琴也有它的发音特点。我们可以尽量发挥右踏板的延音功能来增加声音的共鸣并帮助声音的连接。在弹奏上应掌握并运用重量的传递和贯穿。同时要结合音乐中的渐强，渐弱、轻重缓急的处理，安排好句头、句尾、乐句中的高点，体会好乐句中的强调音、非强调音和语气，掌握好乐句中节奏的伸缩和变化，设计好种种音色的变化与层次。另外，还可用伴奏部分或其它声部进行烘托与陪衬，以这些方法来制造钢琴所独有的连奏和歌唱性，也正是高明的演奏者们所擅长的，其魅力也非管弦乐器和人可比的。
再回到训练上来说，要让学生首先掌握连奏的弹法，学会用一只手臂的力量贯穿一条连线或一串音流。不要把一个个音都散了或弹得停滞不前，而要弹得向前流动，一气呵成。这需要手上的感觉，也需要内心的感觉。同时，要掌握好乐句的弹奏，对每个乐句的语气、起伏、句头、高点、句尾等等都要安排处理好。进而要分析、感受并做出乐句与乐句之间的关系变化和发展，调整好旋律、低音、伴奏几者之间的层次，逐步提高弹奏歌唱性的技巧，使其由浅入深，由底到高。我认为，只要用心去听，去想，去感受，就必然会取得成果。
五、掌、腕、臂、身诸部位与声音的关系择要
(1)手掌的架子作为力量的支撑点，是保证声音质量的关键部位。弹强烈的声音时，手掌架必须牢固，这是较易取得共识的。弹轻声时，更需强调手掌架的牢固，对这个概念还需加强理解和认识。弹轻声时，如手掌架懈软塌陷，声音必将无法清晰集中而变得模糊浮浅。哪怕是弹印象派最需要朦胧声音的作品，手掌架依然不能懈怠，而要保持有把握的控制。如不注意这点，也许声音就根本无法弹匀弹轻，使声音变成了混浊一片。在训练中常见的毛病是手掌塌陷，因软而无法支撑起来。由于手掌无法充当力量的支点，手腕只能拱起来代替掌部作为支点。随之而来可能引起端肩和手臂紧张。我们可以发现凡是手掌软蹋的弹奏，声音是无法深厚和集中的。因此手掌架的训练应在入门时就开始，在慢练时要尽量强调手型，在较快的弹奏或正式演奏时则不必刻意强调外型，而是凭内在的功夫和力量了。此时也许外表看来掌关节较平，但手掌不是软蹋的而是内部具有一定的支撑力。至于手腕拱起的毛病，单纯想从手腕去解决是不可能的。手掌架去解决才是可行的。手掌架立起来了，起到了支点作用，手腕自然就能放下来了。
(2)腕臂的训练与声音的关系，手腕是手指与手臂之间承上启下的枢纽。手腕有许多上下，左右的动作方式，其中有些是手腕独立完成的，有些是和手臂结合起来协调完成的。在此我们不是去一一介绍这些动作的要领，而是要提出几个需要注意的问题。手腕的左右灵活调节，在教学中常被忽视，但是实际上是非常重要的。以手腕为主导的左右调节，是同时结合手臂左右调节的腕臂综合动作，指在对手指不断变化着的位置进行微调，并使得不论何种位置时，手臂的重量(或大或小)都能通过手指而全部送入琴键。此时的关键是要特别注意在用4、5指弹奏时，一定要把手调节到最佳位置，把力量“送进”琴键，使最高音(或最低音)的声音突出和通畅。这种调节使腕臂对手指充分起到了后方支援前方的作用，使得每个声音能自然。
还需特别指出的是，腕臂的每种不同的动作都是为它特定的声音效果服务的。不论哪一种非常有用的动作，也不能不加分析，不分场合地处处滥用。以“落滚”式的手腕动作为例，手腕柔软提起和下落的动作，用来学习两个音的小连线是很好的。同时，作为优美、柔和的触键方式，用来做分句，呼吸等等都有十分良好的效果。但如在所有地方手腕都这么软，声音该挺立的地方都被软化了，那时祸害无穷的。在需肯定、果断、有力的地方，需生动、活跃、弹性的声音，尤是跳音类触键时，手腕应固定，手臂平行成一个整体，才能防止声音软化。
(3)身体协调与声音。在弹琴时，从身体接触琴凳开始到手指接触键盘，应该是一个可以灵活调节的整体。当我们的身体处于自然积极状态时，声音必然会丰润宽厚，使人听起来顺畅，舒展。身体协调的关键在与腰骶部的力量能否调动出来。在弹最响亮、最丰满的声音时，只要身体挺立，用上腰骶的力量，不需多大的动作和力气，声音可以很自然和方便地弹出来。在此要防止的毛病是：要该掉弯腰的习惯，懒洋洋消极地把重心往后往下塌陷，重心的后倾下榻是协调用力的最大障碍。
关于钢琴的声音是一个极为广泛和复杂的课题。本文仅就声音和技术的一些片面择要简述。要把钢琴弹的好听，还有许许多多的问题需要探讨，譬如，声音与节奏;与音乐表现;与不同风格;与不同作曲家的不同作品;与不同演奏家的不同个性都有密切的联系和丰富的研究内容。由于钢琴艺术的学问是如此广博，我们所需进行的努力是永无止境的。
猜你喜欢：
1.钢琴的发声原理
2.钢琴的发声原理
3.电钢琴的发声原理
4.钢琴发音原理
5.乐器的发声原理