鋼琴彈出美妙 STEM 音樂

鋼琴彈出美妙 STEM 音樂

講到音樂,不得不提鋼琴,它是音樂會中的常客,鋼琴的面世為音樂世界帶來了巨大的變化,在鋼琴豐富寬廣的音域下,誕生了很多很多美妙的樂曲,再加上鋼琴的音色不但宏亮、清脆,而且變化多端,令演奏者可以演奏不同氣勢、歡快、靈巧、抒情的音樂,表現力很強。

鋼琴琴鍵中的數學

鋼琴琴鍵由白色和黑色組成,白色的琴鍵較長,有 52 個;而黑色的琴鍵較短,又叫「升降鍵」,有 36 個。一座標準鋼琴的琴鍵就是由 52 個琴鍵和 36 個升降鍵所組成,共有琴鍵 88 個。

白色琴鍵呈長方形,寬度約 2.2cm ,長度約 14.7cm ;黑色琴鍵呈梯形,上方寬度約 0.9cm ,下方寬度約 1.1cm ,長度約 9.7cm 。一座標準鋼琴的鍵盤全長約 122cm 。為什麼琴鍵的寬度要有特定的標準?當然是設計者根據大部份成年人的平均手指寬度約 1.8cm 而定,故此琴鍵寬度都會預留多 3-4mm 差距,方便演奏者的手指能夠穩按在琴鍵上,但是如果琴鍵寬度過闊,就可能會影響演奏者彈奏不同音律時,雙手變換按各琴鍵的位置。

一座標準鋼琴的琴鍵就由52個琴鍵和36個升降 鍵所組成,共有88個琴鍵。

一座標準鋼琴的琴鍵就由 52 個琴鍵和 36 個升降鍵所組成,共有 88 個琴鍵。

白色琴鍵呈長方形,寬度約 2.2cm ,長度約 14.7cm ;黑色琴鍵呈梯形,上方寬度約 0.9cm ,下方寬度約 1.1cm ,長度約 9.7cm 。

白色琴鍵呈長方形,寬度約 2.2cm ,長度約 14.7cm ;黑色琴鍵呈梯形,上方寬度約 0.9cm ,下方寬度約 1.1cm ,長度約 9.7cm 。

琴鍵發聲機械工程

當按下鋼琴的琴鍵時,一連串的槓桿原理、彈簧原理及避震工程就此展開,從而發出聲音。

每個琴鍵就是一個槓桿,當按下琴鍵這個槓桿上的力點,槓桿上的重點會向上並碰到導桿令它升起,導桿帶動舟型桿使舉起桿頂起槌托,槌托驅動琴鎚敲打琴弦,琴弦震動時就會發出聲音。

琴槌外包著高品質的毛氈或絨布, 令琴弦震動較為柔和。

琴槌外包著高品質的毛氈或絨布, 令琴弦震動較為柔和。

琴鍵背後的機械組件。

琴鍵背後的機械組件。

再者琴槌外包著高品質的毛氈或絨布,令琴弦震動較為柔和。琴鎚回位就要靠彈簧,同時制音器是與琴弦緊貼著,目的是用來阻止琴弦的震動。止音器會制止琴弦繼續震動,而倒退制止器和倒退卡座就是防止槌托回彈使琴鎚再次敲打琴弦,使彈在琴鍵上的每一個高低音都能清楚地聽到。

與別不同的多音設計

鋼琴與其他樂器不同,由於每個琴鍵都是獨立負責敲打獨立的琴弦,所以演奏者能夠一次按很多琴鍵來發出很多很複雜的聲音,而其他樂器卻只能演奏單音。

每個琴鍵都內藏各組件。

每個琴鍵都內藏各組件。

每條琴弦的原材料是鋼絲,而每條鋼絲都不一樣。鋼絲的位置越靠右邊,鋼絲就越短越細,反之越靠左邊,鋼絲就越長越粗。短而細的鋼絲,振動頻率高,會發出高音;長而粗的鋼絲,振動頻率低,會發出低音。因應演奏者在彈奏鋼琴時,演奏者的左手所對應的是「低音鋼絲」,故此是負責低音部份,而右手所對應的是「高音鋼絲」,所以右手負責高音部份。

鋼絲的位置越靠右邊,鋼絲就越短越細,反之越靠左邊,鋼絲就越長越粗。

鋼絲的位置越靠右邊,鋼絲就越短越細,反之越靠左邊,鋼絲就越長越粗。

鋼琴的聲音控制

發音板放在琴弦後面的琴箱裡,是鋼琴的核心部件,亦是整部鋼琴最昂貴的部分。一座鋼琴的好壞,完全取決於發音板。

發音板位於鋼琴內部最後面的一塊大金屬鋼板,它連著調音釘,緊貼著琴弦,當琴弦被引發振動而發出聲音時,響板會使聲音產生雙重共鳴,即將聲音透過響板反射以及擴大出來。

發音板放在琴弦後面的琴箱裡,是鋼琴的核心部件。

發音板放在琴弦後面的琴箱裡,是鋼琴的核心部件。

發音板位於鋼琴內部最後面的一塊大金屬鋼板。

發音板位於鋼琴內部最後面的一塊大金屬鋼板。

鋼琴通常有兩個踏板,也與鋼絲有關。右踏板可以延長鋼絲振動的時間,稱為「持音踏板」,它能夠讓聲音持續;左踏板可以減弱鋼絲的振動,稱為「弱音踏板」,它會使聲音變小。有些鋼琴有第三個放在中間位的踏板,不同的琴有不同設置,多數是用作制音。

鋼琴通常有兩至三個踏板,也與鋼絲有關。

鋼琴通常有兩至三個踏板,也與鋼絲有關。

鋼琴的歷史超過三百多年,原因是鋼琴的演奏多元化,它可以獨奏、四手連彈、雙鋼琴、協奏曲,或是配合其他樂器進行伴奏,創作音樂的人能夠利用鋼琴創建出很多悅耳的樂曲,可見它音樂中是擔當非常重要的角色。