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钢琴作为“乐器之王”拥有超广的音域范围,有这种说法—— 一架钢琴就能抵一支乐队,同时钢琴还拥有上万个零件,价格更是不菲,也经常有人会好奇,钢琴到底是什么工作原理?
今天,我就站在调律师的角度,来给大家拆解一下钢琴内部结构和工作原理!
先直接整图:
一、立式钢琴竖切面:
里面大概就是这些东西,十分直观。
二、三角钢琴的横切面:
这两张图的构造标注已经足够清晰了,但看不懂怎么办?再往下看:
立式和三角的结构都差不多,都主要由五个部分组成:
1.弦列
2.音板
3.支架
4.键盘和踏板机械
5.外壳
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1.弦列
弦列即上图中低音弦和高音弦的部分,以铜丝缠绕在支架——即图中的金属板上。一台钢琴的琴弦总拉力甚至可以达到15-20吨。
补充一个知识点:
弦列也分为直弦列和交叉弦列的,也就是直接看弦列是垂直的还是交叉的。
通常来说交叉弦列的琴比直弦列的琴更好。不过1918年之后,几乎不再生产直弦列的钢琴了,因此无论是新琴市场还是二手市场,几乎都很难看到直弦列的钢琴,就算能看到,估计都是些欧洲的老古董了,价格甚至比交叉弦列的还要高。
2.支架
支架用来稳固弦列和音板,通常有2个结实的支架,为了平衡坚固性和减少笨重,稳固弦列的支架通常选择金属的,稳固音板和钢琴整体性的支架是木质的。
木质支架——背柱:
这是六背柱的立式钢琴
这是三角钢琴的背柱
金属支架——铸铁板:
上面说了,琴弦的拉力有15吨以上,支架的作用就是保持琴弦应有的张力,所以需要足够稳固。
铸铁因为价格低廉又容易塑形,通常是现代钢琴中常见的材质,所以我们也常叫「铸铁板」。
3.音板
你以为你听到的声音是琴弦振动发出的声音吗?其实不是的,我们从钢琴听到的声音,都是从音板上辐射出来的。
音板是用一整块木材做成的薄板,并不完全是平的,在若干点与琴弦接触,琴弦振动迫使音板以同一频率的振动,由于音板是一整块,面积较大,传导到大量的空气中,这就是我们所听到的钢琴声音。
同样以上面这张图为例,白色框的几根木头就是背柱,越过斜着的肋木,里面那块板子就是音板
原理就可以理解为:琴弦振动→音板共振→空气传导→钢琴声音
音板不仅可以增强声音,还可以增强音色,所以弦列和音板几乎就决定了钢琴的音质。这样的音板,对木材的要求其实极高,不仅对木材(通常是云杉木)有要求,还要选择年轮、生产地区,以及干燥工艺等等。
4.键盘和踏板机械
键盘机械是键盘和击弦机的总称,作为一个杠杆系统激发琴弦的振动,键的另一端就是琴槌,原理就是:按键→杠杆控制琴槌→槌击弦→弦振动
这个机械系统还要加上可以另外用踏板单独控制的制音器,达到柔音、弱音和延音的效果。
之前有视频讲过踏板的工作原理,这里作个补充:
这里再单独补充一下,键盘机械系统里面钢琴的心脏——击弦机。 这是钢琴最重要的零件,还记得当年雅马哈在建立伊始制作钢琴都是山寨欧洲的钢琴,直到河合小市自主发明出了击弦机,才真正称得上是自主制造钢琴。
立式钢琴的击弦机工作
三角钢琴击弦机工作
击弦机是一种高度精密复杂的机械装置,也是钢琴制作的核心技术。 在立式钢琴中,琴盖掀开就能看到击弦机:
5.外壳
外壳的作用是作箱柜使用,防止音板、弦和机械受外部影响,比如防尘等等,其次是支撑和稳固作用,最后是为了装饰作用。
<hr/>其他更详尽的,比如音板上有哪些零件,击弦机有哪些零件,这里就不再赘述了,否则感觉都是一本书的量了,到这里也基本都认识钢琴的内部构造和工作原理了! |
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