主题：[原创] 乐器声学原理探析 B

●  一般管乐器发声原理并非“亥姆霍茨共鸣器”，而是驻波（波导）——实质为“并联共鸣”，而前者为“串联共鸣”。

管乐器驻波——可视为管内空气柱声质量Ma与声顺Ca的“并联共鸣”。

●  埙 ——是一种特别的管乐器。      

一般管乐器主要为“并联共鸣”（驻波）——而埙主要为“串联共鸣”（亥姆霍茨共鸣器） 。

倒相音箱只是单一共鸣频率——而埙则有多个共鸣频率，并将其按一定音程排列，能够演奏出各种曲调（类似于陶笛），埙相当于“一腔多管”亥姆霍茨共鸣器——笛箫等“开管”则无法形成亥姆霍茨共鸣器。

埙音孔全封住时，可形成“闭管”（λ/4共振），为“并联共鸣”——同吹瓶。

●  驻波与声辐射——

同为“并联共振”——管乐器空气柱驻波形成声波辐射，与弦/膜/板共振驻波形成辐射不同——前者为纵波/气体/振幅大；后者为横波/固体/振幅小——但两者都是“对称性振动/同相辐射”。

管口“波腹”——形成驻波的两列波振速V交替达到最大值，向外振动/形成声波辐射——与“弦驻波”不同（双向辐射），“管驻波”两列波交替向外辐射（单向） 。

●  实际上——管乐器声管内气流速度达一般不到声速Co，即Ma＜1，故S↓/v↑（流体“连续性方程”） 。S↓，则管径d↓；v↑，则p ↓（伯努利方程）——故d↓/v↑/p↓。
   

单簧管为筒形“哨口”，则d↑/v↓/p↑——故为波节，形成“闭管”；
双簧管为细长“吹口”，则d↓/v↑/p↓——故为波腹，形成“开管”。  

管乐器发声并非管内“驻波”的声音——而是管口空气被激励的结果，管内形成驻波的并非声波（Ma＜1），而是气流振动的机械波——虽然声波可在波导管内传播。
                           

□   乐器声学原理探析之   体鸣乐器篇 ——

●  三角铁——       

三角铁为“棒振动”——可产生弯曲波／压缩波，后者可形成“端辐射”。

面外弯曲波可产生“λ/2驻波共振”（两端波腹） 。

三角铁若无缺口，则可产生“环形驻波”——但共振频率f0↑ ／低频响应↓。

棒围合起来——环形比直线辐射能量更集中，↑ 模态密度。Rr ↑（相当于↑ 面积S），则Ｗｒ↑——拐角处压缩波会发生相位突变，而“旋转”为弯曲波。

●  钟——

钟为“壳振动”，类似于“鱼洗”——既有“环形驻波”（λ共振），也有纵向驻波（λ/４共振）——共鸣腔空气柱可形成“波导”共鸣（λ/４共振） 。

钟可产生“柱面波”；钟口压缩波可形成“端辐射”——压缩波与声波（同为纵波）直接耦合，形成声辐射。“自由端反射”使振幅Ａ↑ ，声功率Ｗｒ↑。

圆钟——相对于扁钟，瞬态响应↓，但更悠扬。

● “锥形钟”——钟可采用圆锥结构（周长渐变）；若采用不同周长，则为“塔形钟”——由于“环形驻波”（λ共振）的f0不同，若按一定音程设置f0，则可形成音阶而演奏乐曲——音调比编钟更丰富，单一钟相当于多个大小不同的编钟组合——不知是否已经存在这种乐器？