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管風琴的科學

您聽說過樂器之王,管風琴嗎?管風琴是現存最古老的樂器,年紀大,並不是他被稱為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。
 
 
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
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