有趣的吉他知识,为什么吉他品丝的间距不均等?
音高的频率呈指数增长。所有八度音程位置都恰好是下一个最低八度音程在指板距离上的一半。自然,琴颈位置越高,品位的间距就越短。
对于你们当中的好奇者来说,可能会问“为什么每个八度位置都是一半呢? ”为解释这一点,我们需要更深入地了解声音的基本原理。
声音的基本原理
如果你有兴趣了解更多,我将在这里详细介绍了声音的基础知识。作为人类,我们的耳朵可以感知周围声音产生的振动,无论是空调产生的振动、妻子当天第三次要求你洗碗的振动,还是乐器产生的振动。
这些振动会刺激我们的耳膜,耳膜又将振动传递给耳朵里的三块小骨头,这些骨头再将这些振动传送到内耳,刺激神经末梢,这会产生电信号,最后由我们的大脑解读。
很好,但是汽车引擎的声音和钢琴演奏的清晰的中央C音之间有什么区别呢?我们的大脑如何区分这两者呢?这将我们带到下一个主题,音高。
音高
我们已经确定,我们是通过解读振动来听的。我们用赫兹(通常写作Hz)这个单位来测量这些振动——物体在1秒钟内振动的次数。
例如,钢琴的中央C音是262赫兹,这意味着当钢琴的琴弦被拨动时,它每秒振动262次。如果振动得更快,比如说每秒293次,就会发出更高的音符,就是钢琴上的D3音,同样,如果振动得更慢,比如说每秒246赫兹,就会发出更低的音符,钢琴上的B3音。
所以,快速振动产生高音,慢速振动产生低音,音高的差异都源于频率,或者说每秒完成振动的次数。很简单!
关于音高、音色和基本音
这种非常科学的说法:C4是262hz,只适用于我们谈论纯正弦波时。当我们演奏失真电吉他之类的音乐时,会产生出大量不同的频率。
使用频谱分析仪或许更容易直观地呈现这一点。这是一张吉他弹奏C3音符后的频谱仪图片,音高分布在X轴,从0Hz到20,000Hz,Y轴上显示的是每个频率的音量(或振幅)。
频谱分析仪显示音符的不同频率
正如你可能看到的那样,这里存在大量的频率。这是产生该音符的所有因素决定的:从拨片材料、拨弦的力度、琴弦的张力,到拨弦的位置等等。
对于类似输出的所有频率(我们也可以称之为谐波),你会看到输出的最高频率是130hz,这恰好是我们的C3音符。最响亮的频率输出被称为“基频”,它使我们听到的是C3音符,此外还存在许多其他频率。
而所有其他较安静的谐波赋予了我们“音色”。每种乐器都会输出其独特的谐波,这就是为什么钢琴上的C3音听起来不像吉他上的C3音,即使130hz都是两者中最响亮的频率。
周期和指数增长
一种声波,每秒通过给定点的完整振动越多,产生的音调就越高
现在我们已经确定了乐器产生音符的基本原理,从现在开始我们将参考该基本原理。
好了,我们已经确定基频是我们听到的最大的声音频率(所有的泛音都只是创造了乐器的特性和音色,但它们的音量不足以让我们“听到”它们的音符),我们用赫兹(或周期)来测量它。赫兹指的是该频率在1秒钟内循环(或振动)的次数。 因此,每秒内的周期数越多,频率就越高,音调也就越高。我们来看看不同八度的C音符每秒振动多少个周期。
就此打住吧……因为C11已经超出了人类的听力范围。你会注意到,所有这些C音符的振动速度都是前一个八度的两倍。例如,要产生C5音符,我们的基音需要每秒振动 523 次,而C6音符需要每秒振动 1046 次。
将这些知识转移到吉他上
现在让我们以标准调音的方式演奏吉他,当我们弹奏低音E弦的空弦时,我们弹奏的是E2音符,其中基频为82hz。 或者换句话说,弦每秒振动82次。
为了弹奏高1个八度的音,我们需要按住第12品,它恰好位于吉他琴枕和琴桥之间的中点,有效地将琴弦长度减半,将使其以164hz的频率振动,是82hz的两倍,产生E3音符。
在有效弦长24英寸的吉他上,E3音符位于12英寸标记处,即中间点。
现在,当我们想要弹奏E4音符时,我们开始体验到这种指数级的增长。要弹奏E4,我们必须弹奏 24 品。
那么,24品是要比再高出12英寸吗?不,只高出了6英寸。因为振动是呈指数级增长的,所以只要增加6英寸,频率就翻倍了,而之前我们则需要增加12英寸。
现在假设我们有一把60品的吉他,我们只需要在第24品位上方再移动3英寸,就能再次使频率翻倍,到达下一个八度,达到E5;然后要到达E6,只需要再向上1.5英寸的……这就是为什么音高越高,音品之间的空间就越小。
18岁规则
在此,我们已经学习了一些关于八度的知识,以及如果弦长对半,你会得到相同的音符,但它会以两倍的频率振动,从而使其音升高一个八度。但是其他额外的音品怎么办呢?它们背后是什么?
这里有一个可以用来计算品位的公式,我们称之为18法则。实际上,它应该叫17.81672法则,但听起来不那么有魅力。这个数字可以用来计算吉他的音品位置。为了简单起见,我们经常使用17.82,毕竟吉他的音律也不是完美的。
简单来说,吉他的有效弦长是指琴桥和琴枕之间的距离,也就是拨动空弦时琴弦的振动区域。虽然短弦长的吉他越来越受欢迎,但最常见的有效弦长是25.5英寸,所以我们就以这个长度为例。
现在取25.5的音阶长度,然后除以17.82,得到1.431,这意味着我们需要将第一个音品放置在距离琴枕 1.431 英寸的位置。
为了计算出下一个音品的公式,我们做同样的事情,但随后将其与之前每个音品的总和相加。所以第二品是:(25.5-1.431)/17.82=1.351,所以距离第一品的距离是1.351英寸。1.351+1.431 = 2.782,这告诉我们吉他琴枕与第二品之间的距离是2.782英寸。
请注意,0品和1品之间的距离为1.431,而1品和2品之间的差为 1.351。能够看到每两品之间的距离越来越小,当你到达第24品时,它与第23品之间的距离仅为0.379英寸。
这是一个非常方便的品位计算器,你可以使用它来了解(只是了解,实际制作中有更精确的定位方式)有关品丝距离信息,有助于直观地了解音高和距离的“指数”关系。
最后的想法:关于音品位置准确性的讨论以及上面提到的许多概念可能比较难理解。但有一点你需要知道,那就是音高是呈指数级增长,而不是线性增长的。 以及,每上升一个八度时,与前一个八度相比,它只在指板上升了一半的距离。