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怎样制作笛子 精选

已有 64446 次阅读 2010-2-22 11:44 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 频率, 制作, 笛子, 音速

怎样制作笛子
 
笛子是非常普通的一种乐器,从小学生到职业演奏家,从牧童到文人雅士,都可以手持一管,吹出自己喜爱的乐曲。
笛子的历史非常悠久。在先秦的文献中已有记载,然而那时的笛子有点像箫,竖着吹。在河南舞阳贾湖出土的8000年前的16支骨笛,笛有7孔,东汉马融(79-166)《长笛赋》却说笛有4孔,说明7孔笛到东汉已失传了6000多年。现在的笛子估计是汉代从少数民族传来的。初时称为横吹,或羌笛。唐代诗人王之涣的名句“羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关”所指的羌笛就是现在的笛子。最早的笛子只有三、四个指孔,因为那时的音律只有五音,没有后来的faxi。后来才定型为六个指孔。西洋的长笛起步很晚,大约公元1100年才有类似中国六个指孔的笛子的记载。几经改进,到19世纪才定型为有锥形管、键式长笛。锥形管计算、制作都比较复杂,本文只谈中国笛子的问题。
笛子的制作说起来是十分简单的事,找一根竹管、金属管或塑料管,打几个洞就可以了。但仔细推敲起来,却并不简单。问题是:怎样挖洞,怎样确定洞间的距离,才能使笛子发音准。笛子的制作虽历经数千年,却至今没有一个令人满意的公式来计算洞间的距离。1975年出版的一本书介绍笛子的制作时,还是这样说的:“开孔先开吹孔,堵上笛塞,然后开基音孔。开始先钻小一些,边扩大边试吹,听筒音是否准确。如低时可将向靠吹孔边扩大一些;如高时,则向另一端扩大一些。”就这样,从基音孔起一孔一孔地边开边吹,一不小心,一根笛料就报废了。实际上,如果没有一根现成的好笛子在身边,即使一开始开一个小孔也不知道应该开在什么地方。所以虽经过千年历史仍不免有点盲目性。
乐器和力学有密切的关系,许多著名的力学家都从事过乐器的研究。明朝王子朱载堉(1536-1611)曾从事过乐器研究,在世界上最早制定了的十二平均律。英国大力学家瑞利(Rayleigh,1842-1919)的巨著《声学理论》是一本研究乐器与振动的经典著作。笛子的制作也是一个经典的力学问题。笛子从吹孔到指孔长度同发音频率的关系,应当能运用力学知识加以精确化。以往也有过不少研究,只不过误差较大不能符合实际需要而已。
笔者曾花过一段时间自己制作过各种尺寸的笛子,并初步总结了一些规律,特别是总结出一个如何计算指孔距离的公式。现在把它写在下面以供爱好者参考。
如图表示一根笛子,图中距离皆以孔中心起算。图中0表示基音孔,1,……,6等数字表示第几个指孔。
  

      

上表的末一行。

 

为了发音准确,在基音孔外部最好留出2D长的多余部分。如果多余部分过长,则在基音孔外约2D长的部位打两个孔,以减少这段多余部分管中空气参加共振。同时这些孔也可以起装饰作用。
按上述各点将笛子的孔打好后,安上笛塞。笛塞要严密,光滑,塞得不透气,可以用通常的软木塞或橡皮削制。打好的各孔还需用小刀或锉刀修饰一下,刮去毛刺,并且使各孔边缘向内倾斜。最后贴上笛膜。
好,一管音阶较准的笛子做好了。吹奏时,若吹某音,则对应这个音到基音孔的指孔全部打开。这种笛子与传统的笛子稍有不同,传统笛子fa稍高xi稍低,靠调整指法符合音准。现在你的这根笛子对预先规定的调名(如上面说的G调笛)指法就非常简单。如果适当变换指法还可以吹出几个升降半音来,上述G调笛子可以吹出C调(筒音为2)和F调(筒音为6)来。如果你还想多吹几个半音,那么在笛子上可以多打几个半音孔,把拇指与小指也用上。经过一段练习,你一定能用它吹奏出美妙动听的乐曲来。何妨一试?
 
最早刊登于《力学与实践》后被收入《力学诗趣》(南开大学出版社,1998),《身边的力学》(北京大学出版社,1997)中
 


 因为公式可能不清楚,上传这篇文章的pdf版本如下:
怎样制作笛子.pdf



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