1、古典吉他的音响学探讨一 古典吉他的发展历史当追问吉他的发展历史时，在公元前数干年就开始萌芽，它的近亲则有比维拉琴、鲁特琴、曼陀林等，比维拉琴诞生于十六世纪，从十六世纪至十七世纪前半，则是鲁特琴的黄金时代，比维拉琴在西班牙得到人们的喜爱，十六世纪结束时，比维拉琴开始衰退，继而由吉他取而代之，此时五条复弦的西班牙吉他，开始其广泛性与民众化，这一时期的代表有桑斯（GSANZ ） 、柯尔贝达( )等，在 1800 年前后，六根单弦的吉他初显端倪，经由索尔 (FSOR)、朱利亚尼(M GIULIANI)、阿瓜多(D AGUADO)、 卡鲁里(F CARULLI)、卡尔卡西(M CARCASSI) 等人的
2、高度作品与卓越演奏，再经现代吉他之父泰雷加（F TARREGA）孜孜不倦的钻研，才奠定了现代古典吉他的技术基础，同时也出现了托雷土（TORRES）铭器，固定了古典吉他的结构与外观样式，而后由当代最伟大的吉他演奏家塞戈维亚（Andres Segouia）旅行全球推广吉他音乐，再加之他在吉他教育方面取得的巨大成功 可以说当代吉他演奏家无一个深受其影响与教益。正是由于塞格维亚的不懈努力，才使古典吉他成为与小提琴、钢琴比肩而立的世界三大乐器。二 古典吉他的特点古典吉他属音量不多的弹弦类乐器，其发展过程中多数以室内乐为主，听众也局限于吉他爱好者之间，但在现代由于西班牙作曲家罗德里戈（JRODRIGO）的
3、阿兰胡埃斯协奏曲经由德拉马撒(DL MAZA)的名演，使人们在对吉他与乐队声音平衡方面精巧细致的配器与乐器表现力惊叹不已时，同时为我们打开了吉他不再局限于室内乐与爱好者，而为走向音乐厅的广大听众提供了了解吉他音乐的便利而逐渐扩大其影响。现在的古典吉他依旧保留了托雷土所创制，改良的形式，但以音响学条件讲，在结构上还是有不足之处，当代有许多制作家如斯摩曼（Smallan） ，斯特兹 (Stenzel)也进行了许多的尝试与改进，使古典吉他无论从音量还是声音表现都有很大改观，但他们的改进主要集中在内部结构如：音梁、衬边、粘和材料等，从根本上讲，影响吉他发音的问题并未解决，下面我从几方面加以阐述。1表面
4、板表面板是吉他发声的振动体，其质量优劣，直接决定了吉他声音的优劣。因此，在面板材料已选定的情况下，研究其他限制发声的因素，就具有重要意义，以音响学讲，振动体愈薄，振动质量愈轻，振动愈充分，则愈易发声，道理很简单，拿一面锣悬空敲击，发音则清越激昂，手持锣边敲击，则发音沉闷浑浊，对表面板而言，无论是传统的扇状音梁还是网格状音梁（斯摩曼吉他所独有） ，以及指板的十二品格之后粘附于表面板，弦桥也粘和在表面板上这一事实，使表面板被来自上述三点所禁锢，当然不会有充分有效的振动，如果我们研究提琴的表面板可以知道，提琴的表面板受到的缚束很小 指板高于表面板，弦桥是一块木片，弦则系在系弦桥而后固定在尾木上，则提
5、琴既可发出高亢的高音，又可发出低沉浑厚的低音，相比而言，吉他声在音量，清晰度及色彩方面有所不如，这也是结构使然。另外，由于弦的拉力，使吉他的表面板承受一个扭矩，不仅使其结构易受损坏，也限制了吉他发声，因此在制作方面借鉴一些提琴的制作经验，可使声音发生质的飞跃。例如，使指板在十二品格之后高于表面板，并尽量使其与弦平行（当然要保证不碰品） ；表面板可以成微拱 23mm。使其结构更稳固，并尽量减少或减轻音梁的数量及质量；弦可用系弦板系在吉他尾部衬木上；弦桥可借鉴提琴类的音柱，这样弦对表面板只有压力而无扭矩，杜绝了弦桥对表面板造成的形变，见图（1）F0F 弦桥对表面板造成的扭矩。图 （1）改良后弦桥对
6、表面板的压力。图 （2）F0F02背侧板如果将表面板看作振膜的话，为使声音从背侧板获得有效的反射，则应将背侧板的振动抑制到最小，因此在使用硬质的玫瑰木的同时，应使用加强筋加强其结构，并使背侧板厚 35mm，并微成供形，才能使音波在传到背侧板时不因振动减少其反射能量。3指板 （见图 2）由于弦枕与弦桥不在同一平面，因此弦与指板有一夹角，造成高把位由于按弦时张力增大而使音有升高的趋势，制作家通常将低音弦侧弦桥稍向后调整以抵消张力变化带来的音高差异，但调整意味着妥协，音准的不确定性也增加了，为确保划分品格在弦按下时音高的准确，应当使弦与指板的家教愈小愈好，因此将指板加工成沿弦桥方向逐渐增厚，使其与弦
7、尽量平行（在大力度弹奏时不碰品） ，且在十三把位以后与表面板接触部位稍微减薄，使其不与表面板粘合，想必在弦按下时更接近于以十二平均律划分的音高，当然目前一些制作家已做出类似指板，但十二把位以后还是粘合于表面板，还是局限了吉他发声。（A） 表示未调整弦桥时可能产生的音准偏差；（B ） 表示调整弦桥后发生的变化，指板顶端和十二品处令人满意，最大偏差出现在 5 品和 19 品处，因此上述方法并不是修正音准的万全之策。（C） 表示普通指板。（D） 表示改良指板。图 （2）4弦桥弦桥直接粘附于表面板上，不仅使表面板承受扭矩，增加了表面板的振动质量，有限制了表面板的振动，因此解决的办法可以借鉴提琴类的结构
8、（如前述） ，类似形态，在历史文献中有品格的弹弦乐器屡见不鲜，也广泛存在于世界各地的一些民族乐器上。二 物理学推导的一些吉他物理特性如果读者研究过音箱，我们可以做一个对比，吉他的结构如同一个有开口的倒相箱，振膜是表面板，箱体是背侧板，音孔是倒相管，我们椐此推导一些吉他的物理特性。1。常识对正常人而言，20HZ20KHZ 是人耳可以感觉到的频率范围，由物理公式波长与频率的关系是： cff 频率（ HZ）c 当地音速 340m/s 波长（m ）当振膜直径长度比某一频率波长长的话，在此频率以上的所有频率都受到振膜的阻挡，只能向前辐射声音，而包括该频率及以下婆娘了的声音则不仅向前辐射还向后辐射声音，吉
9、他表面板最长处为 480mm。我们据此求得频率为： hzcf3.7084.则大于 708.3HZ 的音只能向前传播，小于等于 708.3HZ 的音不仅向前传播，还要向后传播。我们知道吉他的音域从 Eb3,对应频率为82.4HZ987.8HZ ，而高音弦 13 品格处的音 f 3 ，对应频率为698.5HZ ，从前面的论述可以看出，只有高于 13 品格的 6 个音向前辐射，而其他音则向前向后辐射，因此应当研究向后辐射的音究竟如何反射，这也是一弦高把位音不易响出的原因之一。 2依据倒相箱理论推导其谐振频率 f0 ： 我们知道，倒相箱的低频下潜理论上只能达到其谐振频率 f0 。根据公式： MgmvC
10、f2v 箱体体积；升 Mg 倒箱孔内空气质量， gCmv 箱体顺性 21AP 空气质量 1.29g/L A 振动体表面积C 当地音速 340m/s先求出一些基本常数：1 。振动体面积振动体面积为表面板米那机减去音孔面积，先将表面板简化成长 480mm，宽 280mm 的长方形，高度为 94mm，则其表面积为：A 表 = a X b = 480 X 280 = 0.1344 m2A 孔 = R 2 = 3.14 X 40 2 = 0.005 m2A 振 = A 表 A 孔 = 0.13 m2V 体 = A 表 X h = 0.1344 X 95 = 12.8 升2 。倒箱孔中空气质量Mg = p
11、LA 孔P 空气密度 1.29 g/L L 面板厚度 取 L =2mm A 孔 音孔面积 则 Mg = pLA 孔 = 1.29 X 10 3 X 0.2 X 50 = 0.0129 g 3 。箱体顺性3108.5029.20 MmvCf有上式可以看出 Cmv 是空值，谐振频率 f0 只与音孔大小及音孔中空气质量有关，音孔愈小，f 0 愈大，反之亦然，设想在音孔上加一长度为 20mm 倒相管，则：Mg1 = Pl1A 孔 = 1.29 X 10 3 X 2 X 50 = 0.129 gHZMgmvCf .620以上可见，如使 f0 更低，在音孔上加一倒相管不失为好办法，当然以计算可以看出，吉他在目前状况下低音可潜至 20HZ（理论上） ，对其音域而言是足够低了。四总结综合上述，可能有人问：“这不是把吉他提琴化了吗？” ，从另一角度讲，这也是提琴类乐器具有的摄人心魄的音色与其结构的合理性是分不开的，这也是其之所以广泛流传数百年而其结构再未有大的改进，实在是其结构已趋完美，改无可改，对吉他而言，在保证其乐器性能的同时，仅就指板、音梁、表面板、弦桥的改进，定可使其声音发生质的飞跃，但笔者限于条件，不可能做出完全依据上述理论的乐器，这也为同仁们更进一步的研究做点抛砖引玉的工作。限于才疏学浅，资料有限，所说均为一家之言，不揣冒昧，还望专家学者指正。
