钢弦吉他的力学和设计规则之参与振动的背板
续接:钢弦吉他的力学和设计规则开篇与琴桥运动!吉他比鲁特琴更成功的第二个特点是拥有参与振动的背板。
鲁特琴有共鸣腔,有着它自身的自然共振频率,和吉他是一样的。不过由于它的结构,鲁特琴的侧板和背板是一块木头,并且非常坚固。
如果你有第二个震动板,就像吉他背板那样,你就发挥出更多的可能性,因为吉他的背板是活跃的——它确实能做些什么。
尝试这样:把你的吉他放进它的箱里,然后轻轻地敲打琴桥或琴桥附近,然后听你得到的声音,这就是只有面板震动时的声音,背板是被抑制的。
然后抬起吉他,让它部分地离开箱子,这样它就没有躺在背板上,然后以同样的方式再次敲打,你会听到非常不同的声音,这就是面板和背板活跃的相互作用。
按同样的方式,当你演奏吉他时,琴弦激发琴桥和面板,还有空气团,接下来就会激发背板,然后背板开始以某个和面板的运动相关联的频率震动。
成功的吉他,它的背板调音成了和面板相关联的频率,这样它们就能同时运动,并且让一把吉他有真正的表现力,在物理上这种现象被称作相长干涉。
当面板和背板在震动活性上不匹配时,它们会互相排斥,这被称为相消干扰。
这和你高中物理课上,在一根橡皮筋上悬挂砝码,然后尝试通过拉橡皮筋来移动砝码,是相同的现象:你必须以某一确定的频率来拉,并且当你发现这个频率,砝码就随着你这边的微小作用力运动;否则砝码的质量就产生对它运动的阻力。
在这个例子中,你就像吉他的面板——驱动者——砝码就是吉他背板。
在吉他中,背板对声音的投射和延音有贡献——或者对于它们之中相对不足的有贡献(如果面板和背板相互抑制)。
补充:
在箱体结构中,面板充当着信号源的角色,面板振动,引起空气振动,产生声波,声波冲击背板,背板硬朗的材质结构能很好地把声波反射。
而因为有了面板的振动和声波的直接冲击,背板的振板也在参与琴体的振动。
无论面背板(音梁系统)的材质和设计如何,总有一部分相近的信号会产生,或多或少的问题,而这相近的声音信号就形成了共振,从而很大程度地决定了吉他音色的丰富程度。
而物体间频率一样或者接近时,产生共振,此时振幅最大,能量利用效率最高,箱体可以充分利用这些能量,产生更丰富的声音效果。
(文章来源于制琴文献翻译修改)
了解更多相关知识,请阅读往期文章:吉他背板调谐、常用材料特性和工况分析
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