豐富聲音的琴弦設計
鋼琴有多少根琴弦?
一架鋼琴有88個琴鍵。琴弦數量依據型號而定,但通常是230根左右。在高音與次中音範圍,一個琴鍵會有3根琴弦;每個低音區琴鍵的琴弦會從3根降到2根、然後1個,愈往最低音愈遞減。
另外,愈往低音,琴弦長度就愈長。琴弦的粗度會逐漸改變,愈往高音,琴弦愈細。低音琴弦會有黃銅線纏繞,而高音和次中音的琴弦就是裸線,沒有被纏繞。
為什麼一個音符需要多根琴弦?
在中音和高音區的音符有3根琴弦,不僅是為了增加彈奏的音量,同時也增添音質。
即使在彈奏相同音符時,一個打擊槌會敲擊3根琴弦,打擊槌接觸琴弦的位置和支架的位子會在琴弦間改變,因此3根琴弦不會以完全相同的方式振動,讓敲擊琴弦後的回響更有生命力,創造出豐富、高品質的聲音。
讓我們比較一下琴弦的振動是如何刻意被引導。其中1根琴弦以440赫茲調整至A,第一個範例中的另外2根琴弦分別調整為高低1.5音分,第二個範例則是兩者相差1音分,第三個範例是各差0.5音分,而第四個範例是3條琴弦的頻率都調整為相同的440赫茲。
1音分等同於十二平均律中千分之一的頻率間距。
範例一:琴弦1(440赫茲)、琴弦2(+1.5音分)、琴弦3(-1.5音分)
範例二:琴弦1(440赫茲)、琴弦2(+1.0音分)、琴弦3(-1.0音分)
範例三:琴弦1(440赫茲)、琴弦2(+0.5音分)、琴弦3(-0.5音分)
範例四:琴弦1(440赫茲)、琴弦2(+0.0音分)、琴弦3(-0.0音分)
以上範例搭配誇張的音調區間,使用人造鋼琴聲音以更輕易分辨琴弦在敲擊後回響的差別。
可透3根弦不同的振動,量化鋼琴聲音的差異。
一名專業的鋼琴調音師可用耳朵辨別更細微的聲音、調整樂器,讓它發出質量最豐富的聲音。
琴弦兩端的裝置
琴弦的設計也豐富了整個聲音。琴橋支撐琴弦的一端,低音與中音的另一端則由定弦器支撐,高音則是由被稱作承軸的部件支撐。在琴弦的兩個支撐元件間的部份被稱為「發聲部分」(speaking length)。在音域正中央位置的A,琴弦會以440赫茲的頻率振動,也就是每秒440次。在高音區,琴弦前方和後方的振動部位分別稱為「前雙重共鳴」(front duplex)和「後雙重共鳴」(back duplex),這些部位會與發聲部分共振,並增加聲音的豐富性。如果沒有共振裝置,聲音就會較貧乏無味。