更新:2021-11-4


      一台制作精美的钢琴,如果没有卓越的琴键,是难以开启美妙声音的。许多人往往忽略钢琴键盘的重要性,以为键盘仅仅用来发声,却没有在意它对音色的表现也起着至关重要的作用。
      
      今天,就让我们来聊聊琴键背后的秘密吧!



钢琴的发声原理


首先,钢琴的声音是如何发出的呢?我们利用初中物理知识就能解释:振动发声——每敲下一个琴键,击弦机系统的联动就会引发琴弦被击打,从而通过振动发出声音。


钢琴各琴弦的长度和张紧程度不一样,令琴弦振动起来的频率也不同,所以会发出音调的高低声音。曾经有一个经典的实验,当我们在高脚杯内注入不同体积的液体,再敲击杯口,发出的声音会有很明显的变化,它的原理也是类似。


那么,有了琴弦,我们如何让它发声呢?其实汤姆和杰瑞早就教过我们了。很明显用这个小锤子锤嘛!


当然,想要把手指的运动传递给这个小锤子(弦槌)可没那么容易。聪明的钢琴制造大师发明了击弦机来完成运动的传递。就拿下图中的立式钢琴击弦机来说,手指在右侧按压琴键,杠杆带动左侧抬高,从而引发机械系统的进一步联动:


第一步:止音器离开琴弦。在没有按下琴键时,止音器的一侧紧贴着琴弦防止其振动,只有在琴键被按下的时候,对应琴弦上的止音器才会松开,允许琴弦振动。这个步骤靠连接止音器的联动杆来完成。

第二步:弦槌击打琴弦。弦槌在快、准、狠地敲击琴弦后,会立刻离开琴弦以免妨碍到琴弦振动。

第三步:止音器回到琴弦上。如果此时没有踩着延音踏板,那么当你放开琴键时,止音器会立刻回到琴弦上,中止琴弦的振动,声音便会停止。

因此,简单按下琴键就能发出声音,其实是钢琴内部的一系列机械运动。这整套击弦机结构的设计可谓是复杂又精妙,是人类智慧的结晶。



钢琴琴键的材质


      优质的琴键材料会带来更长时间的琴键使用寿命,因为它不会轻易受到环境影响而变形或损坏。 如许多人所知,天然象牙曾作为制造钢琴琴键理想的材料而数百年来备受追捧,由于物种保护的原因,象牙在20世纪80年代被禁止使用。现如今,大部分钢琴所使用的都是塑料琴键,它所提供的摩擦力与天然象牙制成的钢琴琴键却有着天壤之别。德国SAUTER (首德) 钢琴工厂内的制琴匠人曾表示:“没有任何一种类型的现有塑料材质能够与天然象牙的美观、触感和吸湿性相匹配。”


      由于一个偶然的机会,德国马克斯普朗克研究所的数位科学家在2014年访问了SAUTER位于德国Spaichingen (施派欣根) 的工厂,被传统钢琴制造技艺与技术创新深深打动。这次现代科学与传统工艺的碰撞激发出了新的火花,科学家们兴奋地接受了挑战——要制造一种令人满意的天然象牙键盘材料替代品。

成立于1948年的德国马克斯普朗克研究所
历史上曾诞生过18个诺贝尔科学奖获得者


      在迪特尔·费希尔博士的指导下,科学家们开发出了一种全新的合成象牙材料。这种新型材料的触觉感受、质量和颜色都与真正的象牙没有区别,并且由可广泛获取的原材料制成。这种材料的化学成分与天然象牙完全相同,所以其他物理参数,例如摩擦系数、吸湿性、机械刚性及导热系数等物理参数都与天然象牙完全一致



作为此项目的发起者,德国SAUTER (首德) 钢琴获得了可以使用这种新型材料制作钢琴键盘的数年独家使用权。2019年夏天,SAUTER发布了装备新型仿象牙琴键的Omega系列三角钢琴。拥有同样琴键的音乐会九尺三角钢琴现在也已上市。


德国SAUTER (首德) Omega 220三角钢琴


至此,今天关于琴键的小秘密就先告一段落。希望这不仅能为你提供时的参考,也能助你更了解自己心爱的88个钢琴黑白键,与其和谐相处并演绎出美好音色!





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