“三最原則”與聲阻抗
馬迪老師三最原則
馬迪老師在回答“不同老師有不同的吹奏方法,如何鑒別學(xué)習(xí)?”這個問題時說:
“西方人用刀子、叉子吃飯,東方人用筷子吃飯,還有人用手抓,都合理,只是習(xí)慣不同。不同的老師方法也各異,每個演奏家也有不同的演奏習(xí)慣,如何去鑒別學(xué)習(xí)呢?我的經(jīng)驗是,以“三項基本原則”來檢驗不同的演奏方法:
1、演奏是否最輕松?2、氣息是否最暢通?3、聲音是否最震動?
符合以上標準的方法就是值得你學(xué)習(xí)的對象?!?/p>
這個三最原則是馬迪老師多年演奏實踐的精辟總結(jié),是寶貴的第一手經(jīng)驗。多年來,成為許多笛簫類樂器演奏者學(xué)習(xí)和檢驗演奏方法的金標準。
聲阻抗的概念
聲阻抗,符號是Z,是聲壓p與聲學(xué)容積流量U的比值。即:Z=p/U。Z通常隨著頻率改變而大幅改變。之所以討論聲阻抗,是因為對管樂器來說,聲阻抗是一個有獨特優(yōu)勢的物理量——該屬性可在演奏者缺席的情況下被測量(或計算)出來。因不同的頻率對應(yīng)不同的聲阻抗值,特定對象的聲阻抗將呈現(xiàn)為一幅圖譜——可看成是樂器對所有可能頻率的聲波響應(yīng)特性圖。例如,在樂器吹口處測量聲阻抗,即可獲取簧片、演奏者的嘴唇、氣簧等與樂器互動過程中的大量信息。聲阻抗以一種獨立于演奏者的客觀方式揭示樂器的聲學(xué)性能,并讓樂器之間的精細比較成為可能。
用電阻抗打比方,也許會讓很多人覺得更容易理解些。電勢的空間分布(電壓V不同)引發(fā)電流(電流i),電阻抗z=V/i。而聲壓(p)的空間分布引發(fā)氣流(U),聲阻抗Z=p/U。直流電(DC,direct current)指恒定或緩慢變化的電流。交流電(AC,alternating current)指流動方向不斷來回變化(振蕩)的電流。電阻抗隨著電流振蕩頻率的變化而變化。(這類比有個缺陷。因空氣會被壓縮,氣流并不遵守基爾霍夫定律)
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無限長管的聲阻抗圖譜
一只管子開口處的聲阻抗Z,等于該處的聲壓與進入其內(nèi)部的流體容積流量U的比值。和電阻抗類似,聲阻抗可以是頻率的強函數(shù)。上圖展示了一只簡單圓柱管(長325毫米,內(nèi)徑15毫米)的輸入阻抗(單位是Pa.s/m3),與頻率的函數(shù)關(guān)系。聲阻抗的復(fù)雜性在于氣流與壓力的相位并非總是一致——壓力最大值可能會提前于氣流最大值出現(xiàn),反之亦然。在電學(xué)里,用復(fù)數(shù)來處理該問題,其中實部表示同相的部分,虛部表示異相的部分。
下圖是測得的一組聲阻抗譜,自下而上分別為:平行管,長笛,單簧管,降B高音薩克斯管,以及一只圓錐管(錐頂被換成同樣體積的圓柱以便測量)。

一組聲阻抗圖譜
由于是為發(fā)出特定的一組頻率而設(shè)計,管樂器的聲阻抗會隨著頻率變化顯著變化。例如,笛簫類樂器一般在其開放吹口處演奏,吹口處的壓力與大氣壓非常接近。聲學(xué)壓力(變動部分)幾乎是零。氣流源自演奏者雙唇之間的一段氣簧,笛簫類樂器內(nèi)部的氣流會讓這個氣簧向上(離開樂器)和向下(進入樂器)偏轉(zhuǎn),從而使聲學(xué)流(振蕩部分)變大。

長笛A4/5指法下的聲阻抗圖譜
故而笛簫類樂器是在聲阻抗的極小值點工作:壓力小而氣流大(簧片類樂器則完全相反,是在聲阻抗的極大值點工作:壓力大而氣流小)。
在笛簫類樂器的聲阻抗圖譜中,有一些相對較深,顯得尖窄的極小值,這些極小值附近就是笛簫類樂器通常用于演奏的頻率。特定的音,其演奏的容易程度和穩(wěn)定性,取決于該極小值的深度和窄度。
聲阻抗的重要性
管樂器特定指法的聲阻抗圖譜,是決定該指法下樂器聲學(xué)響應(yīng)性能的主要因素。這個圖譜決定了該指法能演奏哪些音,以及演奏這些音的穩(wěn)定性如何,并影響其音準。
聲阻抗對發(fā)音有很大的影響。比如說,由于同一個音的不同指法所具備的聲阻抗極小值曲線不一樣,其發(fā)音的難度、泛音組成(音色)、穩(wěn)定性就大不一樣。一般來說,對樂器聲音有巨大影響的另一個因素是演奏者,且這個因素可能比樂器本身還要復(fù)雜。而聲阻抗圖譜使人們得以在演奏者缺席的前提下,客觀地測量樂器的性能。
聲阻抗與三最原則
在學(xué)習(xí)音樂聲學(xué)中聲阻抗概念,并看到笛簫類樂器的聲阻抗圖譜時,了解到邊棱音樂器的發(fā)聲頻率通常在其聲阻抗最小值附近,這從聲學(xué)原理上印證了“三最原則”的第一和第三條。
簡單地說:笛簫類樂器的某一特定指法下,存在著一個演奏最省力(聲阻抗最?。?,從而能量轉(zhuǎn)換效率也最高(最振動)的點,這個點與特定的頻率(音高)相對應(yīng),而找到這個特定的頻率的方法,當(dāng)然是通過改變風(fēng)門的微觀形態(tài)和相對位置,從而改變管口校正值來實現(xiàn)了。
有了上面的認知,我們在踐行“三最原則”的第一和第三條時,大概會更有方向感了。就是說,在特定的指法下,通過改變風(fēng)門的微觀形態(tài)和相對位置,去尋找那個用最弱氣速發(fā)出最大聲音(對應(yīng)于最小的聲阻抗值)的——最振動的點。
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