声音与人耳听觉 61

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　　第二章乐声
　　可以演奏旋律或独立地表演乐曲，如排钟（Chimes）、钟琴（Glocken spie）、定音鼓（Timpani）等，它们大多数属于棒振动乐器，即通过木槌击打硬棒而发声；无固定音高的打击乐器发音缺少音阶变化，主要用于表现节奏和气氛或产生一些特殊效果，如大鼓（Bass drum）、小军鼓
　　（Snare drum）、大锣（Gong或Tam-tam）、钹（Cymbals）、三角铁
　　（Triangle）、铃鼓（Tambourine）、响板（Castanets）等，它们大多数属于膜振动、板振动或较复杂几何形状物体的振动。
　　棒振动与弦振动的主要区别在于弦振动主要是靠张力作为弹性恢复力，而棒振动主要是靠应力作为弹性恢复力。棒振动的频率特性不仅取决于振动体的形状、大小和材料性质，而且还取决于支撑方式和激振方式。支撑方式是指棒是处于两端固定的状态还是两端自由的状态或是端固定而另一端自由的状态；激振方式主要是指槌击打的位置。图2-24所示为一根两端自由的棒，支撑点在棒的1/4处，当用小槌沿如图所示方向击打细棒时，棒产生横振动，图中虚线所示为基频位移振动模式，而其高阶频率并不与基频成整数倍关系，因此这样的声音听起来本应该没有明显的音调感，但由于支撑点不在这些高次谐波的波节处，因此这些高次诸波受到一定程度的抑制，发出的声音以基频为主，声音也就有了较明显的音调感。一般来说，棒振动频率与材料的刚性成正比、与棒的长度成反比。
　　三二二
　　图2-24两端自由棒振动示意图
　　膜振动可以看成弦振动在二维平面的扩展，振动特性由膜的形状、
　　大小、张力、面密度以及激振方式决定，而振动频率主要取决于膜的大小、张力和面密度。一般来说，膜越大，张力越小，面密度越大，基频