见物思理,音乐和物理的亲密关系
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发表时间:2018-05-10 09:51

  当你带好耳机,闭目欣赏音乐,有没有对歌曲的编排、旋律的结构产生好奇?当你翻开物理书,打开科学家传记,是否想过这些科学人物也爱在音乐中徜徉?

  其实,音乐的背后,都有着深刻的物理机制,音乐和物理看似分属艺术与科学两个学科,却又在许多方面紧紧相连哦。学科魅力配图.png

  今天我们就来从声学的角度认识一下音乐吧!

  同学们肯定都学过李商隐的诗:“锦瑟无端五十弦,一弦一柱思华年。”李白也曾写过“此夜曲中闻折柳,何人不起故园情”。虽然自古文人墨客常在音乐中寄托各自的情志和想象,但从物理学角度来看,音乐就是一种声波。声波是一种机械波,由物体(声源)振动产生。声波要素包含振幅、周期、相位、波长,这些要素对应着音乐中音高、响度、时值和音色。

  音高与时值构成旋律,响度与时值构成拍子或节奏,这几种要素在时间、空间中运动,形成了弦的连接、配器、合唱、合奏,这些运动和变化组成了旋律、调式、节奏、拍子、和弦、速度、音型、曲式,也构成了不同风格的音乐。在这些变动组合中,不同的音乐让人产生不同的审美感受。这就是音乐和物理的碰撞,它们交汇的学科叫作声学。

  音乐上讲究共鸣,声学上也有一种现象,叫“共振”,即任何物体都有其自身的振动频率,两个频率相同的音叉相互靠近时,其中一个振动发声,另一个也会发声。利用这个原理,许多乐器中都有共鸣箱、共鸣板等,这可以使音乐更加优美动听。

  所以,同学们可以看到,物理学在音乐中的应用,使得音乐更加富有质感,而音乐中的声源、琴板、琴弦等也为声学提供了实验对象。