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笛子裏的物理問題
2020-05-14 08:25:15 來源: 新華網
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      笛子作為一種樂器,歷史悠久。在古代,人們曾用較長動物的骨骼,如鳥類的翅骨、腿骨制作笛子。在河南舞陽縣挖掘出的豎吹骨笛,就是用鳥禽肢骨制成的,距今已有8000多年的歷史。到了今天,中國的笛子已有了很成熟的造型,通常採用竹制成管身,有一個吹孔、一個膜孔,六個按音指孔,以及兩個前出音孔、兩個後出音孔。

      聲音是由物體的振動引起的,比如簧片、琴弦或鋼絲振動了就能發出聲音。笛子屬于吹孔氣鳴樂器,吹笛子時,氣體從嘴中發出,這實際上就是在用外力刺激空氣柱,空氣柱受到不同的刺激就會按照一定的頻率産生振動,繼而發出聲音。笛身側面的指孔通過手指來進行按壓或放開,從而控制空氣柱的長度。如果我們把六個洞口都按住,笛子裏面就形成了一條最長的空氣柱,空氣柱越長,振動的頻率越低,音調也就越低,這時的聲音也是最低的。

      笛子的材料影響著其音色,金屬材料結構穩定,而竹子較易發生形變。材料的密度、彈性膜量、厚度等決定了在笛管裏形成駐波的質量,所以上等的竹笛在用材上要經過精挑細選,笛身不能有任何的開裂、蟲眼等缺陷,尤其表面要有非常好的光潔度。竹笛容易受到季節的影響,夏季天氣炎熱,笛子管壁會膨漲,使得其內徑變小,導致笛子的音準偏高。相反的,冬季天氣寒冷,笛子管壁會收縮,使得其內徑變大,導致笛子的音準偏低。因此,在竹笛的制作過程中安裝了插口,可對笛管的長度進行微調,用以抵消掉熱脹冷縮帶來的影響,調整音準。

      想要吹出一首悅耳動聽的笛音,還與笛子演奏者的吹奏技巧、指頭上的功夫有關,只有好的樂器配上演奏者好的演奏能力,才能演奏出真正美妙的音樂。

      本文由北京市第六十五中學一級教師胡曉艷進行科學性把關。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

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【糾錯】 責任編輯: 魯聃玉文
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