不同乐器声音的物理特性

喜欢音乐的朋友都知道，世界上有许许多多种乐器，它们的声音各异，听起来的感觉也各不相同，有的高，有的低，有的粗，有的细，有的悠扬而柔美，有的却浑厚而低沉。那么，这些不同声音的特点，到底是由什么因素决定的呢？

一、声音的基本物理特性

众所周知，声音是一种具有一定振荡频率的电磁波，而标准的电磁波波形是正弦波。电磁波有振荡频率、振幅、波形等物理参数或特性，正是这些不同的参数和特性，才使得声音有了各种不同的听觉效果。如果按照各种乐器的声音特点划分，有音调、音量、音色和音型等四种不同的表现形式，正是这些不同的形式，才决定了各种不同乐器声音的特点。

二、音调与音量

音调是和电磁波的振荡频率相关的一种形式，和频率成正比，频率高，则音调就高，频率低，音调也低。

音量是和电磁波的振荡幅度相关的一种形式，其大小与电磁波的震幅成正比，振幅大，音量就大，振幅小，音量也小。

从我们比较直观的听觉效果来说，音调高，声音发尖、细，音调低则显得浑厚。而音量的大、小是针对响度而言，不能混淆。

三、音色

与音调和音量相比，音色是一个较为复杂的概念。同样是女高音，即使她们唱同一首歌，李谷一和宋祖英的声音，听众一听就可以准确的分辨出来，为什么呢？其中最主要的原因就是音色的作用，因为她们的音色是不同的。再如：唢呐和小号，同样是吹奏乐器，也同样是高音乐器，但是它们的特点却各不相同，这也是音色在起着最为重要的作用。那么音色又是由什么决定的呢？

音色就是由前面提到的电磁波的波形所决定的。前面还提到，标准电磁波的波形是正弦波，比如我们日常用的交流电，其波形就是一种标准的正弦波。但是，人的声音，各种乐器的声音，以及自然界中各种不同的声音，其波形往往是一种较为复杂的形状，恰恰是这些不同形状的波形，才决定了不同声音的音色。以单簧管为例，其波形最为简单，基本就是矩形波的形状，也就是通常所说的方波，因此单簧管的声音听起来较为单调；萨克斯和双簧管的音色与单簧管相比就显得

丰富一些，因此其波形也显得稍微复杂一些；小提琴的波形就较为复杂，我们在电子琴上演奏出来的小提琴的效果，与实际的小提琴音色差别就较大。

四、音型

音型又是另外的一个概念，也是决定不同声音之特点的一个重要因素。还是以乐器为例较为直观：比如钢琴和单簧管，单簧管在吹奏时，只要保持用气的均匀，其声音的振幅就基本是一条直线，而钢琴则不同，由于其结构的不同，发生原理也不相同，其声音属于暴发型，即在很短时间内声音突然达到最大，然后逐渐衰减，直至平静。因此其振幅也是一条变化的曲线，即由零突然变大，然后按照指数曲线逐渐衰减，打击乐器、弹拨乐器等，都属于这种类型的特点，它们的音型是相近的。

上面就是不同乐器声音的特点与物理学上的电磁波之间的简单关系。如果深入研究，尚有许多复杂的概念和理论，电子乐器正是基于这些理论才产生和发展的。