宇宙創造萬物,大自然創造了各種神奇的音樂,并賦予人們無限豐富的想象力。從古鋼琴到現代鋼琴的演變過程中,鋼琴的發展一直在不斷追求和改變。
這里筆者分幾個部分談談物體振動、聲音的產生與鋼琴主要發聲體——共振板之間的一系列相互關系、特性和條件。眾所周知,聲音的傳播是通過物體振動輻射出去而獲取,因此聲音的大小、傳遞的速度、振動能量取決于振動體的性質,下面就鋼琴的工作原理和發音體做一簡單描述,當手指觸動鍵子后,鍵子的尾端抬起通過一連串的杠桿活動傳遞給弦槌,使弦槌擊弦。
琴弦的振動頻率在27.5HZ-4186.01HZ之間,音板的振動頻率范圍應與之相匹配,過窄將使鋼琴的音響受到影響,同時還應該均衡地反映全音域的音響效果。琴弦被激發振動,通過弦碼傳到音板,使音板被撼動,音板像濾波器一樣,將良好的聲音傳遞到空氣中為人耳所接收,最終我們聽到的鋼琴音響即由此產生。音板把琴弦振動的能量、音量傳播到空氣中去。擴大琴弦的音量。并起到過濾作用,使傳播出來的音應是和諧悅耳有一定響度和持久性。物體振動的頻率越高,產生的音調就越高;反之,頻率就越低,音調也越低。人們的聽覺范圍是在20Hz—20,000Hz之間。當然這一范圍并不是一直不變的。隨著人年齡的增長,聽力會逐漸減弱;又或者當聲波小于我們的聽覺范圍時(也叫次聲波),我們聽不到聲音,但這并不意味著沒有聲音。一切事物都處在振動狀態,振動便會產生聲音,就如鋼琴的音板。
鋼琴音板是由共振板,肋木、靜角斜框、音板框、弦碼等組成,鋼琴音板的選材絕大部分決定了聲音的質地,音板一般采用質地較松軟的魚鱗云杉。因為較松軟的木板機械阻抗較小,能量損耗也較小,較容易被振動,從而獲得比較響亮、悅耳、持久性的聲音。音板的厚度通常在8~10mm之間。共振板過厚、質量過大,而不易于振動,使鋼琴不能產生良好的音響效果;若過薄,將會引起板面共振峰谷差異過大的現象,會破壞聲音的均勻、協調。高檔鋼琴音板的厚度是從低音到高音,從薄到厚的漸變設計,制作起來非常麻煩,但對音響會有一定影響。
音板共振板條的拼粘方向,應當依照與中高音弦碼相平行的原則設計。這樣按照同一個方向傾斜拼粘成的共振板,后背再配置上與其方向相垂直粘合的肋木,有利于聲波迅速傳播到整塊音板,共振板與肋木的紋理交叉排列使聲波成網狀傳播,共振板與肋木膠合后成為拱形的弧面,以增加音板的強度,工藝要求音板上各共振板條的拼接要嚴密,不能有脫膠現象,整個音板要呈穹形凸起,肋木的兩頭不能有木材裂紋,音板的膠合要緊密,不能脫膠。我們彈奏鋼琴發出的聲音,不是直接來自弦的振動,而是從音板輻射出來的。音板的作用也就是把弦的能量利用自身的面積來推動空氣振蕩,這樣不但增大了音量,也美化了音色,在聲音輻射的過程中,如果這些木材在膠合過程中不牢固,或有木材缺陷,那么必將影響這臺鋼琴音質的純凈和使用壽命,又或者在使用過程中產生雜音。
傳統的鋼琴制作音板的材料多數是用實木云杉。云杉的種類很多,它的生長環境、地理氣候、生長速度,還有后期木材的加工處理、工藝技術、制造標準,都會直接影響產品的質量和音色。例如:東北云杉,生長速度快,價格便宜,廣為廠家采用,但它的缺點是木質紋理寬,聲音傳遞分散不集中,音色欠飽滿;歐洲音板,生長較慢,木紋緊密、聲音傳遞速度快,音色集中飽滿,但價格昂貴,對廠家而言成本加大,因此,歐洲實木音板通常會使用在較高端的鋼琴上,但實木音板也存在著加工的問題,實木音板開裂是一世界性難題。音板開裂通常不會影響聲音的,無需解決,但是開裂嚴重會產生雜音,音板開裂的補救辦法是用膠將木條填補入裂口,待膠干后,用刀把露出的木邊去掉,再用砂紙磨平。近年來隨著工業用材的日益緊張,許多廠家都相繼使用了復合音板,復合音板是由多層薄木板黏合成一整塊板后,再在底面黏上單板木皮而成,這種形式的復合音板,氣候適應性更強,而且加工工藝也比較簡單、選材不需要十分嚴格,適合大批量生產。
由于樹木不斷地被亂砍亂伐,或遭受自然災害、火災等情況,木材資源變得更加緊缺,各種傳統鋼琴使用的材料日益緊張。宇宙創造萬物,大自然賦予人們無限智慧,各種工業代替品必將替代部分傳統使用材料,就像塑膠鋼琴擊弦機已經在一些廠家悄然使用,我覺得后現代鋼琴的發展會更加精彩。