[发明专利]提琴的声学构型

说明书

一、所属技术领域

本发明专利涉及一种包括小提琴、中提琴、大提琴在内的与古典提琴不同的提琴声学构型。这种提琴构型，是根据声学规律和美国音乐标准协会Z24.1-1936年规定的标准音高数据，均匀有序的规则和按低频近似反射原理设计的提琴声学构型。按照这种构型制作的提琴，可以在一般材料和工艺条件下，有更好的音量和音色，并且在标准音高的演奏状态下，性能更好。

二、背景技术

当今的提琴是沿用了古意大利名制琴师的琴型，至今已经三百余年。尼科洛·阿马蒂和安东尼奥·斯特拉迪瓦里的名琴，至今在世界各地馆藏。图1、图2.

传统的提琴主要由琴头、琴弦、琴码、音柱、低音梁、指板、面板、背板、侧板、首木、尾木和角木、琴弓组成。现代人模仿它制出的提琴，在音量和音色上，常常不能让人满意。模仿古典构型的提琴，往往存在的问题是，有的琴在发声时不能连续一致；有的琴已经失去了部分谐音，声音单调；有的琴在调到标准音高和演奏状态下，品质降低。沿用古典构型制出的好琴十分稀少。

尼科洛·阿马蒂和安东尼奥·斯特拉迪瓦里的琴型，最具代表性的特征是它的面板和背板的曲线走向就像一个具有大推力的飞机，起飞的飞行轨迹，经过很短的滑跑，就开始上升，上升的过程极短，又进入平飞。著名提琴制作家，安东尼奥·斯特拉迪瓦里几乎一生，从一六九0年到一七一三年都在改变自己的作品，追求一种最好的琴型。

提琴是一个发声器，又是一个共鸣箱。声音在腔体内的上下和谐振荡，主要靠面板和背板的反射面对声波的上下反射来完成。要产生和谐振荡是有条件的，反射面应该极富弹性、均匀、连续而光滑。各种声音对反射面的位置、面积分布和相对距离有不同要求。这就与面板和背板的内曲面走形有密切关系。要制作音量音色最好的提琴，有一个更合理的科学构型看来是至关重要的。

三、发明内容

为了追求更合理的科学构型，本发明是根据美国音乐标准协会Z24.1-1936年规定的标准数据、均匀有序的规则，形成的新走形的提琴腔体；与按声学规律发展的隐形低频反射面组成的提琴声学构型。这种声学构型的提琴，可以使提琴不丢失任何谐音，有更好的音量和音色，而且在标准音高的演奏状态下，性能更好。

为了创造提琴的声学构型，本发明根据声学规律和美国音乐协会Z24.1-1936年规定的标准音高的频率数据，计算了提琴的声波波长。

美国标准协会

Z24.1-1936年标准音高频率表

美国标准协会(表1)

Z24.1-1936标准音高频率表

上表中每八度音程，包括半音在内的十二个音为一组，后一组频率恰是前一组的两倍。由于声音在空气中传播的速度是可以知道的，所以我们根据频率计算了每个乐音的波长。

提琴各音的计算波长(表2)

表2中波长和频率一样，也是十二个音为一组，后一组是前一组的二分这一倍。我们只要任意挑出一组，就代表了其他任何一组的变化规律，只是每一组的具体波长不同。在低音区，波长可以数米，在高音区波长只有几毫米。不同尺寸的提琴，可以从表中选出与提琴大小相匹配的数据来。

以小提琴为例，制造小提琴时传统使用的首木和尾木的高度为30.5毫米和32.5毫米。以此为参考，我们从表里选择了两组数据。

音名：^#A₉₈    A₉₇    ^#G₉₆    G₉₅    ^#F₉₄    F₉₃    E₉₂    ^#D₉₁    D₉₀    ^#C₈₉    C₈₈    B₈₇

波长：29.968        33.638        37.757        42.381         47.775         53.397

(毫米)        31.750        35.381        40.381       44.901         50.400         56.572