物理學(xué)角度探究大小和弦音樂(lè)色彩

蘇烈崗

摘 要：從物理學(xué)角度探究分析論述“大和弦音樂(lè)色彩明亮、宏大、開朗等;而小和弦的音樂(lè)色彩卻是暗淡、窄小、憂郁”。

關(guān)鍵詞：五度相生律;大和弦;小和弦;波的合成

引言：音樂(lè)人常會(huì)說(shuō)，大和弦音樂(lè)色彩明亮、宏大、開朗等;而小和弦的音樂(lè)色彩卻是暗淡、窄小、憂郁等。弄清楚對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，對(duì)音樂(lè)創(chuàng)作及對(duì)作品的理解或演奏二次創(chuàng)作會(huì)起到很大的幫助，這個(gè)問(wèn)題許多音樂(lè)人常是用經(jīng)驗(yàn)上來(lái)談大小和弦的色彩，具體什么原因會(huì)有這種心理感覺(jué)，是否有一定科學(xué)依據(jù)？講不出所以然，現(xiàn)在我們就從物理學(xué)波的角度來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。

一、關(guān)于音的概念

聲音的產(chǎn)生：振動(dòng)產(chǎn)生聲音，振動(dòng)停止聲音也就停止;在物理學(xué)中的“聲音”，可分為樂(lè)音與噪音。

樂(lè)音在物理學(xué)中指的是波形有一定形狀的有規(guī)律的波形。噪音則相反，這里重點(diǎn)的是樂(lè)音的有規(guī)律波形。

（一）樂(lè)音的特性：音樂(lè)中有音量、音高、音色、音長(zhǎng)四大特性。

（1）音量：指的是聲音的大小聲，也叫聲音的強(qiáng)弱;它是由發(fā)聲體振動(dòng)的幅度大小決定;振動(dòng)幅度大，響度大音則強(qiáng)，反之相反。振動(dòng)響度隨著時(shí)間的推移能量的消耗掉，則響度會(huì)漸漸減弱。

（2）音高：指的是聲音的高低，由振動(dòng)的頻率（用符號(hào)f表示，即每秒振動(dòng)的次數(shù)）決定的，振動(dòng)越快音調(diào)越高，反之頻率越低，音調(diào)越低。

（3）音色：指的是聲音的品質(zhì)和特色，它是由振動(dòng)物體本身的振動(dòng)方式，形狀，波組成成分多少等因素決定的。

（4）音長(zhǎng)：指的是聲音延續(xù)的長(zhǎng)短，由振動(dòng)體延續(xù)的是時(shí)間決定。

（5）合成波的周期是由幾列分波，從某一共同節(jié)點(diǎn)地方到下一次的共同結(jié)點(diǎn)所用的時(shí)間，為合成新波的周期。

（6）波的合成如果分波同相是相加，反相上相減，相加能量增大，相減波的能量是相減。

二、音列的形成

中國(guó)五度相生律早春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的古籍《管子》一書中已有記載，《管子》這本書是出自管仲之手，三分損益法記載在其中的“地員篇”。寫道：“凡將起五音，凡音，先主一而三之四，開以合九九，以是生黃鐘小素之首，以成宮。三分而益之一，為百有八，為徵。不無(wú)有三分而去其乘，適足以生商。有三分而復(fù)于其所，以是生羽。有三分去其乘，適足以是成角?！爆F(xiàn)在來(lái)進(jìn)行分折，即設(shè)某振動(dòng)體長(zhǎng)為81并設(shè)為宮（相當(dāng)于do），其具體運(yùn)算如下：

宮音：一而三之四1X（3X3X3X3）=81，開以合九九9×9=81。

宮音分三損一得徵音（相當(dāng)于sol），即81除3等于27，27乘2等于54。

徵音分三益一得商音（相當(dāng)于re），即54除三等18。18乘4等于72。同理一損一益可導(dǎo)出羽音（相當(dāng)于la），角音（相當(dāng)于mi）......不斷地?cái)U(kuò)展可以此類推可導(dǎo)出十二個(gè)音。

三、我們知道這此基本知識(shí)后，現(xiàn)在我們先來(lái)對(duì)大和弦進(jìn)行分析，大和弦小和弦的音樂(lè)色彩?，F(xiàn)在我們先把1音、5音、2音、6音、3音、4音，各音的弦長(zhǎng)算出來(lái)，前面我們知道1音=81。則將1的弦長(zhǎng)度分三份去掉一份（三分損一）剩下的弦長(zhǎng)度就是5音的弦長(zhǎng)，即5的音弦長(zhǎng)度則為54;那5音弦長(zhǎng)度分三份再加一份（三分益一）產(chǎn)生的2音，則2音的弦長(zhǎng)度為72;2音的弦長(zhǎng)度分三份去掉一份（三分損一）剩下的就是6音弦長(zhǎng)，則6音的弦長(zhǎng)度為48;6音的弦長(zhǎng)度分三份加一份（三分益一）加一份就是3音的弦長(zhǎng)度，則3音的弦長(zhǎng)度為64;同理將1音的弦長(zhǎng)根據(jù)三分損益法往下推就可得出下方純五度的4音的弦長(zhǎng)為84X3/4=60.75。

（一）、分折大和弦波形

我們先把1、3、5三個(gè)音的弦長(zhǎng)（這里的弦長(zhǎng)就是波長(zhǎng)，因都振動(dòng)一個(gè)周期）拿出來(lái)比較，弦長(zhǎng)分別為81、64、54現(xiàn)在我們要找出他們的共同結(jié)點(diǎn)。就要進(jìn)行找出他們的倍比關(guān)系，即每秒振動(dòng)的次數(shù)比，根據(jù)頻率的定義可知頻率與周期的關(guān)系是f=1/T，T是振動(dòng)的周期，又根據(jù)物理速度公式可知T=L/v，L是波長(zhǎng)，又因?yàn)椴ㄔ谕N介質(zhì)同條件下傳播的速度是相同的，所以f與L成反比關(guān)系。那么1音、3音、5音的頻率比則為1：81/64：81/54這個(gè)比值上可知1：1.26：1.5;又因?yàn)椴ǖ墓?jié)點(diǎn)每振動(dòng)一個(gè)周期有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以我們要找到他們有共同就必須整數(shù)倍或0.5倍數(shù)，則我們將其擴(kuò)大一倍可得約，2：2.5：3這時(shí)剛好符合條件，也就是說(shuō)根音振動(dòng)兩個(gè)周期，三音振動(dòng)2.5個(gè)周期，五音振動(dòng)三個(gè)周期，他們有共同的結(jié)點(diǎn)。也就是說(shuō)這時(shí)三個(gè)波的合成有新的有一定形狀的有規(guī)律的波。

（二）分析小的弦波形

我們先把2音、4音、6音三個(gè)音的弦長(zhǎng)拿出來(lái)比較，如附圖四它們的弦長(zhǎng)分別為。72、61、48與大和弦同樣可得出它他們的頻率比約為1：72/61：72/48為求得共同節(jié)點(diǎn)我們以根音為基礎(chǔ)求得最小0.5的公倍數(shù)分別是3：3. 5：4.5，此時(shí)基本上符合0.5倍數(shù)的條件，也就是說(shuō)根音振動(dòng)三個(gè)周期，三音振動(dòng)3.5個(gè)周期，五音振動(dòng)4.5個(gè)周期，他們有共同的結(jié)節(jié)，和大和弦一樣，這時(shí)三個(gè)波的合成有新的有一定形狀的有規(guī)律的波形成。

四、分析

前面我們已經(jīng)提過(guò)響度（強(qiáng)弱）隨著時(shí)間的推移能量的消耗掉，則響度會(huì)漸漸減弱;那從大和弦的比值2：2.5：3來(lái)看，根音約二個(gè)周期就接近獲得共同結(jié)點(diǎn)，小三和弦的比值3：3.5：4.5來(lái)看，根音約三個(gè)周期才接近獲得共同結(jié)點(diǎn)。由此可知在相同的條件下小和弦要獲得共同結(jié)點(diǎn)的時(shí)間延長(zhǎng)了，所以聲音能量的損耗也大，響度的衰減許多了，所以合成波的能量也就小了，同時(shí)我們還通過(guò)比對(duì)可以看出，大和弦的根音與五音的比值是整數(shù)倍，則從波的角度來(lái)看是同位相，同相性會(huì)更多些，同位相更多分波的合成能量是相加的，也就合成波的能量是相長(zhǎng)的，使聲音更明亮、宏大、開朗。相反小和弦要獲得共同的結(jié)點(diǎn)時(shí)間要長(zhǎng)些，同時(shí)三音、五音與根音都相差半個(gè)周期，位相上相消的也就多了，總體合成波的能量也就小了，因些小和弦的音響效果是暗淡、窄小、憂郁的。如果找不到共同結(jié)點(diǎn)就是不和協(xié)和聲。

五、結(jié)語(yǔ)

從波的角度來(lái)看幾列波的合成越早獲得共同的結(jié)點(diǎn)、且位相相同的越多合成波的能量越大，相反變?cè)叫?。大和弦的音響效果，音?lè)色彩明亮、宏大、開朗;而小和弦的音樂(lè)色彩卻是暗淡、窄小、憂郁的。

參考文獻(xiàn)

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