演奏一首優美的樂曲往往需要許多樂器的配合，可能有中國傳統樂器如琵琶、笛、簫、古箏，也可能有西方的鋼琴、小提琴。來自不同國家與地區的樂器為什麼可以和諧地演奏出一首首優美的樂曲呢？
現代分類法把樂器歸納為五大類：體鳴樂器、膜鳴樂器、氣鳴樂器、弦鳴樂器和電鳴樂器。讓我們來看看，這些不同的樂器是怎樣殊途同歸，共同演奏出動人心魄的曲子的吧！
動聽的駐波
從物理學上講，樂音是空氣週期性運動在人耳中所激發的全部感覺。樂音發出的聲音能量主要受限於有限的區域，這種聲波狀態被稱為“駐波”。
什麼是駐波呢？可以想象為把兩塊石頭丟入平靜的水面，它們形成的波紋逐漸靠近，並融合為一種穩定的狀態，這就是駐波。駐波是頻率相同、傳輸方向相反的兩種波，沿傳輸線形成的一種分佈狀態，其中一個波一般是另一個波的反射波，在二者相加的點出現波腹，在二者相減的點形成波節。波形上，波節與波腹位置始終不變，看起來“駐立不動”，也正如其名字一般。
以利用弦的振動來發出聲音的弦鳴樂器為例，聲音主要由弦的粗細和鬆緊程度來決定。例如鋼琴，當你按下琴鍵，琴錘隨之擊弦，琴絃在碰撞點發生變形，先向一側移動，達到該側剛性邊界後被反射，反射波又向另一側移動，絃線隨之恢復到平衡狀態，並繼續下一次振動。這一過程十分迅速，以琴鍵A4（鋼琴第4組鍵盤的la音）為例，該脈衝每秒會完成440次的往返運動。這一振動能量從琴絃高效地傳輸到音板（能把來自琴絃的振動能量最大程度地轉化為聲音能量）中，使我們聽到熟悉而美妙的鋼琴聲。
鋼琴的琴絃（圖源《知識就是力量》雜誌）
不同的樂器，不同的原理
“吹”出來的音樂
氣鳴樂器是利用空氣柱振動來發聲的。例如當吹奏管樂器時，抬起不同的手指會形成不同長度的空氣柱，空氣柱越長，音調越低；空氣柱越短，音調越高。
我們熟悉的小號、圓號就是典型的氣鳴樂器，當演奏者將空氣吹入管中，管內的空氣柱與之碰撞，形成入射波，入射波到達管內封閉端無法繼續前行，於是被反射回來，形成反射波。此時，在一定頻率下，入射波與反射波結合在一起，形成了駐波。管內並不是只有一組駐波，這些不同頻率的分音組合在一起，形成了獨特的音色。
圓號(圖源《知識就是力量》雜誌）
“擊打”出來的音樂
體鳴樂器和膜鳴樂器主要依靠的是打擊振動發出聲響。恢弘霸氣的編鐘就是典型的體鳴樂器，而搖滾樂隊中帥氣自由的架子鼓則是由體鳴樂器與膜鳴樂器共同構成的。如果你想最為簡單直觀地感受駐波，試試去摸一下被敲擊後的鼓吧，正是鼓面的振動，給你的耳朵帶來了如此有節奏感的音樂。
撰文 | 任錦燁
責任編輯 | 張麗靜 張麗涵
運營編輯 | 張麗涵
質量稽核 | 業蕾
❖ 來源：《知識就是力量》雜誌
《聆聽“音樂”—樂器發聲之謎》❖
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