从音乐声学分析角度看歌唱中的基本声学原理

前言

歌唱与我们平时说话有着很大的区别，上学期间也学过一点声乐自己亲身的体会到无论是老师还是自己，歌唱的声音和我们平时说话的声音还是有很大的区别的。也曾在学校听过高雅艺术进校园，歌唱家们的大师课。她们在演唱时的声音，和给学生上课时说话的声音是有很大的区别的。所以想通过看书、文献搜索，通过歌唱中的基本声学原理及与语言声存在哪些明显的差异。

本文从以下几个方面进行了解歌唱中的基本声学原理：

一、歌唱-人声乐器的发声器官

歌唱所用的乐器是一个很特殊的乐器，不仅因为它看不见摸不着，更是因为它不同于其他的乐器。管乐器是靠空气柱的振动来发声;弦乐器通过弦振动发声利用共鸣系统来加强弦振动的声能扩散，增大音量;打击乐器在声学结构上有多种类型有击奏发声的、有摇奏发声的、还有刮奏、拨奏发声的。而所属于我们人生来就具有的人生乐器是如何发声的呢？歌唱的振动源是声带，我们歌唱的基础首先就是我们的“嗓子”在声学中叫做“嗓音器官”，拿它和乐器相比的话，声带就是我们歌唱的一个振动源，呼吸起了一个推动的作用，我们人体的各个腔体—构成了共鸣系统，相当于乐器的一个共鸣箱可以让我们的声音传播的更远更有力量，而身体的神经和肌肉组织，起到一个调控的作用，让我们可以歌唱自如，控制声音的强弱、长短，更好的抒发歌唱时的情感。上声乐课的同学们也许听老师说过，我们要通过平常努力的练习打造好我们的乐器。

歌唱时所用器官的生理结构

1、振动源—声带

通过图一人体嗓音系统生理结构图，我们可以清晰的看得到声带在哪个部位。它位于喉室内，分为软骨性和韧带性两部分，是一条具有弹性的纤维组织，而它的长度、宽度等也因人而异。刚刚我们也说过声带是振动源，那么我们来看看声带它是如何工作的。歌唱时，我们的“嗓音器官”接到大脑的指令声带被拉紧，然后吸入的空气形成气流导致声带的振动而发声。当不在歌唱时，我们平静的呼吸声门打开，声带处于松弛的分离状态，我们可以平静的呼吸，如图二。

2、共鸣器官—声音的共鸣现象

在最开始也提到歌唱的共鸣器官是人体中的各个腔体，口腔、口腔、咽腔、胸腔和头腔等构成了共鸣系统。图三是一个嗓音共鸣腔体的示意图，我们能够从图中清晰得看到腔区。共鸣器分为三部分：胸腔共鸣、喉部与口腔的共鸣、头腔共鸣。胸腔共鸣，当我们发低音时，这时我们胸部的振感就比较多，大家在平常唱低音时可以用手抚摸胸部可以感觉得到胸部在振动;而当我们唱中声区喉部与口腔的共鸣用的比较多;再次就是头腔共鸣，相信在声乐课时你一定听老师说过头腔这个词，随着唱的音升高，我们要充分的打开口腔抬起上腭，气息冲击上腭产生振动，声音似乎从上颚部位发出，这就是头声。人体自身就是歌唱的共鸣体，其声带与腔体的关系和小提琴相似。可以对比着看一下这两个图片，声带如同小提琴弓拉弦的声音都是微弱的，但是如何让这弱小的声音得以扩大产生共鸣，这就要靠共鸣腔体的振动。提琴有琴箱这个共鸣体将声音扩大，而我们通过人体中的各种腔体的共鸣声音才能具有乐音的效果。当然在歌唱时，有些人能自然打开这个腔区，有些人则需要经过训练才能打开。

3、呼吸器官

呼吸器官是发声的动力器官，主要包括肺、气管、胸廓和横膈膜组成，它的作用是激发声带的振动。呼吸，一呼一吸呼出体内的气体吸进空气中的气体是一个交换的过程，同时有了这个能量的来源我们足矣发音。在吸气和呼气的反复节律性运动中，胸腔的容量作增大和缩小的重复变化。我们正确歌唱的呼吸方式分为了腹式呼吸、胸式呼吸、胸腹式联合呼吸这三种，然而歌唱的音色也跟不同的的呼吸力度有关系。

二、歌唱中的相關声学原理—颤音

歌唱中相关的声学原理有很多，在本文中就择出了我最好奇的部分进行解释，在我刚开始学习声乐的时候我就非常的好奇老师是怎么唱出颤音的。

平常人们讲话时的语言时的声音要低于歌唱时的声音，是因为参与共鸣的腔体没有歌唱时的多，也没有歌唱时那样强大的气息支撑。在我们听很多歌唱家演唱或者唱片时，不难发现他们的声音并不都是平直的，而是在唱长音声音延续时会有均匀的波动，很让人沉醉其中。实际上我们所说的“颤音”在音乐上又被称为“波动音”（vibrator），这就是歌唱声不同于我们平常语言声的一大特征，就是歌唱声它是有波动性的。波动音有着均匀、稳定的波动次数与波形幅度，而在声学上视为频率和声强的周期性的改变。

那么我们如何来获取波动音？书上介绍了两种方法：一种是控制喉头、咽腔和鼻腔的肌肉，使这段官腔发声周期性的收缩，于是管长和气流量随之作周期变化，产生频率与振幅的声音波动;另一种是控制腹肌和横膈膜，作周期收缩，于是气息流出产生周期变化，产生振幅波动音。还有一种是利用两个不同共鸣腔之间的频率差，产生拍音性波动音，但是这种波动音比较难控制。

结语

声学对歌唱者的意义—以美声唱法为例。美声唱法符合嗓音发声的科学规律，在我的认知里美声唱法听起来是圆润、连贯性强、有共鸣、穿透力强，歌唱时就感觉人的身体就像一个巨大可控的音响，人体的各个机能在歌唱时都起到了作用去让歌者能更好的唱出动听的歌声。从美声唱法的八字特点（通、实、圆、亮、纯、松、活、柔）中就已经透露出了声学原理，但是我们如何能做得到呢。因为无论是声乐教学还是声乐演唱中，都始终可能让人处在一个模糊和想象中。假如我们在上完声乐课，经过自己的练习后，使用一些声学的测量方法进行歌声测量、音频分析等手段进行前后比较，会更有助于我们的学习。

作者简介：孙梦娇（1996.8—），女，汉族，籍贯：新疆米泉县，新疆艺术学院音乐学院，19级在读研究生，专业：音乐与舞蹈学，研究方向：民族音乐研究。