《振動噪音科普專欄》樂器如何分類?


在談聲音與振動、或振動與噪音,或許可以從常見的各種樂器來理解與討論聲音的產生機制。而各種樂器分類的其中一種方式,就是從樂器本身其產生聲音的機制來做分類,這個單元就從聲音產生機制,來看樂器的分類。

先前的單元:【康熙字典怎麼解釋【聲】(sound)?】、以及【聲音如何產生?】,分別探討了聲音產生的物理現象,摘錄如下:

聲者,形氣相軋而成:
1.          兩氣:flow to flow interaction
2.          兩形:structure to structure interaction
3.          形軋氣:structure vibration inducing flow interaction
4.          氣軋形:flow passing structure

聲音的發聲機制,可以從SPR來說明:

1.          SSource,聲音的音源、或是振動的振動源。常見的激振源,如:力的形式、或是氣體流動的壓力波。
2.          PPath,路徑,就是傳播路徑,又可以解構成兩個路徑:一是structural path結構路徑,一是air path空氣路徑。
3.          RReceiver,收受者,就是接收、感受到的聲音或振動,R也可視為Response,振動或聲音的響應、反應。

各種樂器有很多種的分類方式,這單元以樂器的發聲機制來看,可以概分為以下幾種【https://en.wikipedia.org/wiki/Musical_instrument_classification

1.          Idiophone 體鳴樂器:三角鐵、銅鑼、鐵琴等打擊樂器,是因為其結構體的振動所產生的聲音,而且是透過打擊方式所產生的振動與聲音。也有體鳴樂器是透過摩擦、撥動等引發結構體的振動,而產生的聲音。
2.          Membranophone 膜鳴樂器membrane是薄膜,所以稱為膜鳴樂器,像是爵士鼓、大鼓、定音鼓等,是以如皮革的薄膜結構所製作的樂器,透過薄膜結構的振動,進而發出聲音。大都是以打擊方式,敲擊薄膜結構,產生振動及引發聲音。也有以氣流方式流過薄膜,進而引發振動與聲音,如拿起樹葉吹氣,就會引起樹葉薄膜結構的振動,而產生聲音。
3.          Chordophone 弦鳴樂器chord是弦、線,也就是以弦線振動進而引發的聲音,通常還會有音箱的設計,藉以放大弦線結構的振動響應,有較大的聲音產出。小提琴、吉他、二胡、古箏等弦樂器,就是弦鳴樂器。而,鋼琴其實也是弦鳴樂器之一,只是以打擊方式敲擊琴弦產生振動而發出聲音。
4.          Aerophone 氣鳴樂器aero是氣體的意思,也就是由氣體流動引發的聲音,如薩克斯風、長笛、黑管、口琴等管樂器,由於氣體流動於結構路徑的長短、或孔隙大小,而有不同高低音階。

本文藉由發聲機制的角度看樂器的分類,有興趣的讀者可以嘗試就以上分類的各種樂器,再由康熙字典對【聲】的解釋:形氣相軋而成,由兩氣」、「兩形」、「形軋氣」、「氣軋形」的四種發聲機制,對應一下所熟悉的樂器是哪一種?

另外,也可以由SPRSource-Path-Receiver,解讀一下不同樂器的聲音產生與傳播方式。

希望本文的討論對讀者有幫助。

以上個人看法,請多指教!

王栢村
2018.03.23




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