吉他泛音的物理原理是什么?

在天籁之音中,我们听到的任何声音,其实都不仅仅包含一个声音,还包含很多(理论上无限个)发音相同的声音。这种声音叫复音。这许多声音的音量(振幅)差别很大,以至于耳朵最好的人也只能听到十几个声音。

其中,声音最大的,也就是我们平时听到的声音,叫做音高;其他音量较低的声音称为泛音。泛音的音高(频率)会比音高高。

那么如何证明泛音的存在呢?我们可以通过琴弦的振动来观察。泛音理论其实早就被中国音乐理论家发现了(不记得多早了,也没学好音乐史)。当时根据泛音的五度(二次泛音和三次泛音),提出了五度律理论。

泛音的顺序是:

二次泛音(这个说法不是很严谨,是指音高是第一个音,高于音高的第一个泛音称为二次泛音),比音高高八个八度。你可以用手指按下绳子的1/2,通过拨(拉)绳子得到。此时弦并没有完全振动,而是从1/2开始振动两段。

比二次泛音高五度的三次泛音,可以在弦的1/3处得到。此时琴弦平均分为三个振动,可以产生二次泛音。

等等

第四泛音比第三泛音高四度,比音高高两个八度,在弦的1/4处得到,弦分四个部分振动。

五度泛音比四度泛音高三度,1/5。

第六泛音比第五泛音高三度,1/6。

第七个比第六个高三度,1/7。

第八个比第七个高两度,1/8。

向下泛音度就不那么清楚了。一般来说,泛音越高,两者之间的差距就越小(这是相对于音调数而言的,但从频率上来说,两个相邻泛音之间的差距其实是一样的),上面说的程度不等于十二平均律。

………………

十六分泛音,音高比基音高四个八度,琴弦十六分振动。

就人的听觉极限来说,也许可以听到更高的泛音(据说Hindemith可以),但铜管乐器(依靠泛音理论制作和演奏的)最多只用十六泛音,因为不允许再高了,十五泛音也不是都用,用起来有些会不准。

假设音高是大字组的C,二次泛音到十六次泛音的大概位置是:小字组C,G,c1,e1,g1,B(平)b1,c2,d2,e2,#f2,g2,a2,BBB。