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什么是洞箫的基音孔?

更新时间:2017-10-27    来源/发布:yueqixuexi.com    作者/编辑:乐器学习网

  什么是洞箫的基音孔?开好吹口后,在管子某一位置开孔,定下固定音高,这个位置的孔就叫基音孔。基音孔的型制,王次恒老师在《箫演奏入门与提高实用教程》中提到过四种。市面上的底孔远不止这四种情况,五花八门,各有不同。比较公认的是基音孔为距离第一孔最近的出气孔(如图1)。基音孔下面至管末端一小段的出气孔统称为辅助音孔。基音孔一般为双孔,辅助音孔有开双孔的,也有开单孔的,有只开一组辅助音孔的,也有开两组辅助音孔的(如图2)。有些短箫指孔下面没有开其它孔,此时可把管末端出气孔视为基音孔。

  基音孔定位是洞箫制作中的一个重要环节。要制作固定调性的洞箫,必须将基音孔准确地开在管子的某一位置上。初学者由于没有掌握定位方法,往往拿着一支好管子无从下手,要不想当然地乱挖,要不比照现成作品试挖,一不小心将基音孔挖得过大甚至仍不准确,得不偿失,极大地影响了制作兴趣。

  有没有一种方法能够既较为简便、又不失准确地用于基音孔定位呢?答案是肯定的。从现有资料看,基音孔定位方法大概有以下五种:第一种是赵松庭老师在《横笛频率计算与应用》一文中讲的公式法;第二种是陈正生老师在《认识洞箫》一文中讲的公式法;第三种是周林生老师在《教你做笛箫》、《笛箫尺寸的计算》里提到的比照法和二次定调法;第四种是网友“花香人”提供的计算法,第五种是网友“南浦云”提供的水杯测试法,也叫闭管音定位法。另外还听说过用三分损益法来定位,我不懂得怎样操作,也不知道准确性如何。

  赵松庭老师的方法,属于开拓性研究,囊括较为全面,计算也比较繁琐,但陈正生认为仍有不足,详见《赵松庭制笛公式评析》一文,另外他还写过《瑞利的末端校正公式难适用于中国箫笛》、《试论笛箫制作公式的探求》、《谈管乐器的管口校正》三篇文章专门阐述校正量和制作公式。陈正生老师在《认识洞箫》里讲的公式法,就原文而言,应属表述不清,没有彻底交代清楚,初学者往往不容易理解。周林生老师的二次定调法,思路非常好,但没有固定的方法。“花香人”网友的计算方法,经我测试发现误差较大。水杯法我没有用过,有网友称比较准确。

  在继续浏览下文之前,建议先下载上述文章仔细阅读,以便帮助理解。以下所述并非我的发现,我只是把前人研究成果揉合一下复述出来而已。

  理论可以用于指导实践,实践又可以反证理论。洞箫既然是发出声音的乐器,当然与乐理、物理等方面紧密相关。乐理知识此处略过不谈,网上搜索比较容易,请自行查阅。这里我们要引入两项物理知识。

  知识点一:详见陈正生《对管乐器声波图示的一点看法》、缪天瑞《律学》第10、11页。

  简单来说,洞箫的发声原理是由吹口吹气产生边棱音,再由管腔参与共振发出固定音高。科学研究认为,洞箫发声时会在管内产生驻波现象,其发出基频时气柱长约等于半个波长,其发出二倍频时气柱长约等于一个波长。

  知识点二:根据物理常识,我们知道,频率=速度/波长,即f=C/λ,或λ=C/f。这里有两个已知量,f和C。f为某固定频率,C为声速。声速在零摄氏度时约等于33140厘米/秒(暂取此值,后有解释)。而声速对气温的变化较为敏感,气温每升高一度,声速约增加61厘米/秒,所以声速C=33140+61t(t为环境温度)。将上述两个已知量代入λ=C/f,则λ=(33140+61t)/f,λ指全管音二倍频的波长,f指全管音二倍频频率,也就是λ全=(33140+61t)/f全。

  掌握了上面两个知识点,我们就可以进行进一步的推算。

  需要注意的是,上面的λ全是指全管发出二倍频时的波长,它与实际全管长度L并不一致。我们将波长与实际管长比较,发现波长比实际管长要长Δ。这个误差就是最重要的校正量。

  即Δ=λ全——L全=(33140+61t)/f全-L全

  看见了吗,只要知道了一根管子的长度,就可以吹出它的固有频率,还可以计算出它发出这个固有频率的波长,从而得到一个校正量。

  反过来,我们可以根据需要的频率,求出该频率应有波长,再用波长减去校正量,得到需要频率的实际管长。这里有点绕,对不对?请回过头反复阅读。

  当您理解了上文,并且您善于思考的话,您就会提出一个问题:是不是同一根管子的任意频率的波长与实际管长的校正量都是相同的呢?不是!!我用一根PPR管开吹口后测音,求出校正量,再将此管截去10厘米,测音,求校正量,再截去10厘米,测音,求校正量,发现这三次的校正量并不相等。值得庆幸的是,这三个校正量相差并不多,而且基音孔位置距离管末端并不远,所以我们在求基音孔管长时可以沿用只开吹口后得到的校正量Δ。

  至此,可知

  L某二倍频=λ某二倍频——Δ

  =(33140+61t)/f某二倍频-Δ

  =(33140+61t)/f某二倍频——[(33140+61t)/f全——L全]

  =(33140+61t)/f某二倍频——(33140+61t)/f全+L全

  刚才讲过,校正量有误差,如果我们直接用全管二倍频的校正量去计算基音孔位置,误差就比较大了,所以我们要用到周林生老师二次定调法的思路。即先开助音孔,求得更近似的校正量,再开基音孔,确保一枪中的。

  任何固定调性的基音孔都有相对应的频率,假设助音孔频率比基音孔频率低小二度,就可得到助音孔频率确切值。用公式L助=(33140+61t)/f助——(33140+61t)/f全+L全求出助音孔长度后,开孔,测量助音孔的实际频率与所需频率是否一致,如果比需要频率低,说明我们前面的校正量小了一点,需要增大,如果比需要频率高,说明校正量大了,需要减小。那么,不管偏低还是偏高,这个增大或减小的幅度是多少呢?根据我的经验(非故弄玄虚,此处本人实在找不到学理依据,只能凭经验了),每偏差10音分,将校正量调整1至2毫米比较合理。第二个校正量求得后,代入公式L基=(33140+61t)/f基——(33140+61t)/f全+L全,可以求出基音孔准确位置。

  如果偏差过大,比如差了半个音乃至一个音,那我就无能为力了,我只有祝您早日获得更好的基音孔定位方法。目前,我只在PPR管和紫竹上用上述方法进行过实验,有误差,但不大。

  制作实例:

  材料:PPR管   规格:外径25毫米,内径18毫米

  全长:81.6厘米  拟制调性:F调    环境温度:8℃

  先用小刀挖好吹口,U型(不封顶),外沿深约4.5毫米,宽约7.5毫米,内斜约50度。此时用适当口风(后有解释)轻吹,用软件测全管音二倍频,得386赫兹,将此频率代入λ全=(33140+61t)/f全,可得λ全=87.12厘米,Δ=5.52厘米。

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洞箫的基音孔

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