在门类众多的乐器王国中,钢琴体型庞大,结构复杂,且音域宽广,性能全面,因而有着“乐器之王”的美誉。如今,钢琴已渐入平常百姓家,被广泛运用于独奏、协奏、合奏与伴奏以及其他的场合。而在学校的音乐教学中,钢琴更因为其在音响、音准、弹奏等方面的优势,成为教学的必备乐器。
钢琴属键盘击弦乐器,敲击琴键,琴槌向前运动,击打固定于弦轴与弦钉间的琴弦而产生声音。每台钢琴在使用前都需经过音律调试,使之达到正确的音高。如果所有的琴弦在使用过程中能始终如一地保持稳固,那么钢琴的音律就永远不会变动。而事实上,如同提琴、古筝等其他弦鸣乐器一样,由于其弦乐器的属性,钢琴的音准也只可能在相对长的一段时间内保持不变,随着放置与使用的增多,音律会不断变化。著名的钢琴技师怀特博士在其著作《钢琴调律与有关技术》中指出:能保持音准达几个月的钢琴是不存在的。致使钢琴音律变化的因素有如以下:
一、琴体自身构造因素
钢琴的琴弦达两百多根,均由铁骨支撑,按每根弦90公斤的缠拉力来计算,铁骨要承受约20吨的张力,便难以避免发生一定的弹性变形。绷紧的琴弦挂在弦轴上,弦轴也会因巨大的拉力而回转。至于琴弦本身,由于是具有延展性的金属材料,当受到长期持续的拉力作用,也会细微地变形,导致微妙的音高变化。
对于新琴来讲,这些因巨大张力而引发的弹性变形和可塑性张弛就更为明显,初组装的新琴都会出现音律调试后在一夜间迅速降下来,经过调试又降下来的情形,往往要经过五六次的周期式的反复调校,才可能将其稳定并在较长时间内不变,以后随着钢琴的使用和调律,其受力构件以及琴弦的内应力逐渐释放,琴就会越来越稳定。
二、外界因素
1、气候。热胀冷缩是金属的一种自然现象,钢琴的很多构件是金属材质,比如张弦系统的铁骨,当外界温度升高,铁骨会向外膨胀,张在铁骨上的琴弦会拉长;当外界温度降低,铁骨会向内收缩,张在铁骨上的琴弦会缩短,这样就会改变它的振动频率。对于琴弦来讲,温度升高,琴弦延展,振动频率减慢,音变低;温度下降,琴弦缩短,振动频率增快,音变高。所以,钢琴音准的稳定性受气候影响较大,有时气温的突变会导致钢琴音准的剧烈改变,有人曾做过实验,将一台调好的钢琴移到另一温度相差10摄氏度以上的房间去,或者冬季在暖气房将琴调好,然后打开门窗,半小时后音准便有显著的变化。
2、干湿度。钢琴的背架、音板、弦轴板等木质部件则更多的受到干湿度的影响,表现为气候干燥时收缩,湿润时膨胀。如木背架帮助铁骨共同承载琴弦的张力,它的收缩或膨胀会给铁骨带来结构力的变化,引发铁骨变形。木音板呈弧面隆起,当含水率增多时,音板膨胀,更为隆起,琴弦绷紧,钢琴音偏高;当含水率降低,音板收缩,变得平直,琴弦松弛,钢琴音偏低。除此,弦轴板的干缩和湿胀也可能会引发弦轴微小的转动,从而作用于琴弦而改变音高。美国华盛顿大学为监测湿度变化给钢琴音准带来的影响,曾对一台三角琴进行为期三年的跟踪实验,三年内任其处于自然环境之中,既不弹奏也不调音。结果发现湿度变化在30%―60%之间,音高的变化平均达到12音分,湿度波动范围越大,钢琴的音准变化越大。