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发表于
2021-12-11 17:07:52
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IP:北京
钢琴结构及发声原理
钢琴是一种相当美妙的乐器，有“乐器之王”美称。在这漆黑的钢琴里头，究竟是什么结构能让我们在按压琴键的同时让钢琴发出声音呢？
首先，声音是如何形成的呢？我们利用初中物理知识就能解释：振动发声。
上图就是钢琴内部的琴弦，我们每敲下一个琴键，就有一根相应的琴弦会随之振动起来，而钢琴各琴弦的长度和张紧程度不一样，使不同琴弦振动起来的频率不一致，从而发出音调高低不同的琴声。有一个经典的实验，当我们在高脚杯内倒入体积不同的水，再敲击杯口，发出的声音有很明显的音调变化，它的原理也是类似。当然，其它不少弦类乐器也是同理，比如吉他，扬琴等。
那么，有了琴弦，我们该如何让它发声呢？
其实汤姆和杰瑞早就教过我们了。
很明显用这个小锤子锤嘛！
当然，想要把手指的运动传递给这个小锤子可没那么容易。聪明的钢琴制造大师发明了击弦机来完成运动的传递。
钢琴击弦机构可分为平台式和直立式，这里我们主要分析直立式钢琴的击弦机。
我们的手指在右侧按压琴键，琴键是结构中的第一个杠杆，右侧压下，则左侧抬高。
左侧抬高之后要完成两个重要步骤，一是制音器离开琴弦。那啥是制音器呀？动图里最左侧一开始紧贴着琴弦的玩意就叫制音器，它在大部分时间里都贴着琴弦防止其振动，只有在琴键被按下的时候，对应琴弦上的制音器才会松开，允许琴弦振动。这个步骤靠左侧的拨爪和连接制音器的杠杆来完成。
第二步就是让击锤去击打琴弦了，要求是快准狠！而且击锤锤击琴弦后，击锤要离开琴弦不让自身妨碍到琴弦振动，该机构主要靠三个杠杆来传导，中间小木块和最右侧靠枕的设计可谓是巧妙绝伦。
该机构依靠纯机械的方式，将琴键一侧的下压运动，转化成了制音器离开琴弦和击锤敲击琴弦这样两种运动，结构看上去复杂，但为了在较小空间内完成复杂的运动，可谓是精简之精简了！
科普-【钢琴的发声原理】-生肉_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV1NW411a7BS?from=search&seid=15502623999526346923
英文好的童鞋可以通过这两段视频更直观地去理解。
当然，这里还有多伦多皇家音乐学院首席钢琴技师为您讲解钢琴的构造和发声原理，带中文字幕，链接如下：
https://www.zhihu.com/video/1240288874888888320
钢琴发声原理及构造_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili
当然，钢琴中还有一块重要的发声辅助模块，那就是踏板系统。没有摸过钢琴的人甚至不知道钢琴底下还有三个踏板，我们要了解踏板的工作原理，首先要明白踏板的作用。
右边的踏板叫“延音踏板”，用来延长琴弦震动的时间，这在演奏一些抒情的曲子中如有奇效，可以制造朦胧的意境，比如肖邦的各种圆舞曲、德彪西的月光等。
中踏板在绝大多数的立式琴上中是练习用踏板，来消除钢琴的大音量，主要功能是为了让你弹琴的时候不吵着隔壁家的大妈，对于弹奏来说没有什么实际意义。
左踏板是弱音踏板，踩下之后，弹奏的整体音量会小一些，增加声音的柔和程度
OK，知道了功能之后，大家也可以猜一猜原理，其实并没有我们想象中那么难。
右踏板要延音，我们希望让琴弦持续振动，所以踩下右踏板，踩下时,平时压在弦上的所有的制音器立即扬起离开琴键,让所有的琴弦可以自由地持续振动,这样,奏下的音就会持续延长到自然消失为止。当你抬起脚放开踏板时,所有制音器立即压上琴弦,制止琴弦振动,音响立刻停止。
中踏板要让弹出来的声音微小到只有弹奏者自己能听到，于是设计者用了一种简单粗暴的方法，当你踩下中踏板后，击弦机上方一块厚绒会降下来，挡在琴槌与琴弦之间，那锤子敲击琴弦的力量自然就会被削弱殆尽。不过弹出来的音色实在过于糟糕，我就算要被隔壁大妈隔着窗户骂一顿，也不愿意踩中踏板弹琴。
左踏板的功能是稍微削弱一些琴声，踩下左踏板之后，琴槌整个会往前挪一些，离琴弦的距离就缩短了，锤击的力道就减弱了，声音相应就弱了。额，事实证明，这个踏板也挺没用的，弹了将近十年钢琴，我一次也没有用到过这个踏板。
有位UP主为了研究踏板的原理，把自家的琴给拆了，大家可以去围观：
把我们家钢琴拆了｜分享钢琴踏板的作用原理｜Zoe Li_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili大家如果想更直观地了解钢琴的结构原理以及发展历史的话，还可以去参观一些钢琴博物馆，这对大家学琴有很大的帮助。 |
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