管風琴的科學

97/01/11 20084

東森電視「科學大解碼」製作小組｜

您聽說過樂器之王，管風琴嗎？

您聽過管風琴的聲音嗎？

您知道演奏管風琴得要手腳併用嗎？

這是管風琴，現存最古老的樂器。年紀大，並不是他被樂器之王的主要原因，它之所以特別，是因為管風琴的音域，是樂器中最寬的。而它的音階高低，取決於管身高度。

管身長度，等於氣柱長度，也就是決定音高的關鍵。管身越長，聲音就愈低；愈短音愈高。如果完全按照這個規則來造琴，每一座管風琴光是音管，可能就要五、六人那麼高了。還好，閉口管，可以徹底解決管身過高的麻煩。所謂的閉口管，就是管子的一端封住，讓氣流在管身內部多了一道折返的路程，等於兩倍拉長了氣柱，讓音管可以發出相當於兩倍長度音管的低音。

而管風琴和鋼琴最大的不同，除了多了腳鍵盤之外，還有這一個個的音栓。每一個音栓，控制著不同音色。拉出音栓時，音栓後的連接閥會拉動木製滑板，將對應音管組的通風孔打開，換句話說，就是讓這排音管處於備戰狀態，隨時準備發聲。

音栓帶動滑板拉出，只是讓音管做好發聲的準備，真正要發出樂音，還有一連串的動作。按下琴鍵時，木聯接閥就有如翹翹板一樣，以槓桿原理一個牽一個，直到木製活塞被打開，空氣通過引道，進入音管，振動空氣柱，發出聲音。

透過這些牽一髮動全身的機械連動，一名樂手就可以操控整座管風琴，有如操控整個交響樂團，樂器之王的稱號，果然名不虛傳。

2007年東森電視台《科學大解碼》第一期

樂器(10) 氣柱(3) 音色(12) 氣流(18) 槓桿原理(6)

管風琴的科學

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