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2023年科学的小论文(大全9篇)

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2023年科学的小论文(大全9篇)
2023-11-12 16:24:00    小编:ZTFB

人与人之间的交流是构建良好关系的关键,我们应该注重提升沟通能力。总结是一种整理思绪、梳理知识的方式,我想我们需要养成总结的好习惯。那么我们一起来看看以下的案例分析吧,或许能给我们一些启发。

科学的小论文篇一

去年夏天爸爸给我买了两只小巴西龟,它三角型的头上长着两只小黑豆似的眼睛,皮肤呈灰褐色,脖子上有许多褶皱,伸缩的弹性很大。小乌龟背上背着一个椭圆形的硬壳,一共分成十三块,腹部是黄色的还有一些花纹,真像一位将军身上穿的铁甲。

刚买来时把它放在一个很小的玻璃瓶里,活动的空间太少。为了给它一个宽敞的房子,我跟妈妈特意从市场上精心挑选了一个大的玻璃缸,这下它在里面玩的可更欢了,在新居里面跑来跑去,爬上爬下。

夏天的小乌龟就像一个淘气的小男孩,我每天都把它放出来,让它在地板上、沙发上锻炼身体,有时它爬到阳台上晒太阳;有时候它还会超越自我,有一次我在地板上放了一块乌龟食,它以最快的速度冲了过去,打破了自己原来保持的记录。还有一次我故意把乌龟四脚朝天的放在地板上,谁知,小乌龟伸长脖子,挺起了肚子,四只脚不停地划着,不一会儿,自己翻了过来,我惊呆了,小乌龟居然这么顽强,我们学习同样也应该有这种不懈的精神。

冬天来了,小乌龟变得懒洋洋的,慢慢的那只活泼可爱的小乌龟就开始冬眠了,这时的他就像一个小婴儿一样在熟睡,无论你怎么动它,他都不睁眼,再好吃的美味它也不吃了。

现在春天来了,小乌龟慢慢动了起来,眼睛也睁开了,也开始蜕皮了,有时我还会帮他一下。

我可爱的小乌龟快点动起来,美丽的春天来了!

科学的小论文篇二

老子宇宙观,是指老子在其《道德经》里所阐述的宇宙论思想。《老子道德经》是一部涉及宇宙生成过程和状态、事物的自然发展规律以及哲学文化和科学的传世之作。

关于哲学和文化内容,自先秦至今的两千余年间,《老子》的注释阐发绵绵不绝,蔚为大观,据统计有千家之多。其道学思想作为哲学理论为道教所继承。一种思想能够不断地为人关注和传承,本身就表明这思想的持久生命力和深远影响力。但是,老子宇宙观中的自然科学成份却被历史所忽略,其科学价值至今未得到探索和研究。本文试图在这方面进行探索,抛砖引玉,就教大家。

《老子道德经》最完整的遗传版本,是唐中宗景龙二年(公元708年)易州龙兴观建立的《道德经碑》。最早的是1972年—1974年在湖南省长沙市东郊发掘的“马王堆汉墓”三号墓穴中出土的《道德经帛书》,距今已有2100余年。

老子关于宇宙论思想的综述出现在《道德经》第二十五章中:

“有物混成,先天地生。寂兮寥兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天地母。吾不知其名,强字之曰:道,强为之名曰:大。大曰逝,逝曰远,远曰反。故道大,天大,地大,人亦大。域中有四大,而人居其一焉。人法地,地法天,天法道,道法自然。”

以上的意思为:有一个东西混然而成,在天地形成以前就已经存在。听不到它的声音也看不见它的形体,寂静而空虚,不依靠任何外力而独立长存永不停息,循环运行而永不衰竭,可以作为万物的根本。我不知道它的名字,所以只能把它叫做“道”,勉强给它起个名字叫做“大”。它广大无边而运行不息,运行不息而伸展遥远,伸展遥远而又返回本原。所以说道大、天大、地大、人也大。宇宙间有四大,而人居其中之一。人要效法于地,地要效法于天,天要效法于道,道则效法于自然。

老子在这里把宇宙空间分为多层,第一层是“人”的空间,第二层是“地”的空间,第三层是“天”的空间,最高层是“道”的空间。人要依从地,地要依从天,天要依从道,道是“有物混成,先天地生”的天地之母,即为宇宙,为最高层,而“道”按宇宙自身之自然规律运行。

老子提出的宇宙论,与现代时空理论不谋而合。老子的宇宙多层说,也就是现代时空理论的多维空间。

现代时空论的观点,宇宙是由各种不同维度的时空结构组成。认识到空间的实质是能量流。如超弦理论认为:真实的时空是高维的。英国物理学家史蒂芬威廉霍金(stephenwilliamhawking)提出的m理论(超弦理论之一),指出宇宙是十一维的,但这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。

从宇宙大爆炸开始,宇宙的生长和膨胀都按“宇宙程序”运行。这种“宇宙程序”是一种宇宙动量流,是控制和规范宇宙有序生长的无形力量,我们称之为宇宙流。所有的多维空间,都稳定运行在宇宙流中,并受到宇宙流的调节,这就是宇宙流定律。宇宙流也就是老子所说的“道”。

相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特爱因斯坦(alberteinstein)创立,根据研究对象不同分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论提出了“四维时空”和“弯曲空间”等全新的概念。认为空间不是平直的欧几里得空间,而是在引力场中弯曲的黎曼空间;时间也不是独立于空间的单独一维,它无时无刻不在空间之中,与空间构成一个统一的四维时空整体。狭义相对论导出e=mcc以后,质量与能量就成了同一种东西的两个名称。质量是内敛的能量,能量是外显的质量。狭义相对论揭示了宇宙所具有的超乎寻常的秘密;同时性的相对性;运动中的钟慢、尺缩效应;水星的近日点异动;光谱红移;引力场中时钟变慢等。为航天科学、天文学等高新学科奠定了理论基础。

地球生活在四维空间,只是人类的理解只能理解到三维。然而,人类必须遵从四维空间的运行。为了说明这个问题,我们举一个三维空间和二维空间的例子。首先假设有一些生活在二维平面世界的生命,比如蚂蚁是一种典型的二维空间生物,它们生活在平面世界,对它们来说,只有前后左右之别,没有上下之分。当它们爬在墙壁上时,也许有人认为它们在往上爬,但对它们来说只是往前爬。因为它们不能理解三维空间的立体概念。因此,它们对三维世界的感知只限于三维物体在平面世界的投影,或者三维物体与平面世界的接触面。但是行动受三维空间制约,莫名其妙的事件,如,水、雨的侵袭,实际上是来自三维空间。

人生活在三维空间,无法理解四维空间的世界,比如,地球为什么会自转,它的能量从哪里来?如果生活在四维空间,就很好理解了,因为,地球转动是第四维坐标空间。所以,人的三维空间必须受到四维空间制约。

地球的四维空间,在人看来,是三维空间和时间构成。然而,高等智慧认识到的时间,却是实实在在的空间。四维时空是构成地球世界的最低维度,我们的地球世界恰好是四维,四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系,也就是说,时间和空间是可以转换的。但是,人却无法理解作为“时间”的第四维坐标,就像蚂蚁无法理解第三维坐标一样。

相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,在四维时空里,能量是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系,第四维坐标(时间维)始终控制着三维坐标,构成四维时空稳定的架构。始终保持着平衡。这就是四维时空平衡定律。

四维时空平衡定律的内容是:时间动态坐标控制空间静态坐标,始终保持相对平衡,当空间弯曲时,时间坐标会拉动空间坐标反弹,最后回到原位。反弹的频率、幅度和节点,呈现规律性。反弹频率取决于能量架构的稳定性,能量架构越不稳定,反弹频率越高。这也就是安分守已的人一生平安,诡计多端的人经常遭受失败的原因。反弹幅度取决于动量大小,动量大,反弹幅度越大。这就是“大起大落”、“暴涨暴跌”、“物极必反”、“乐极生悲、否极泰来”的道理。而反弹的节点,发生在由于某一事件触发了被挤压的能动张量剧烈释放的那一刻。“善恶终有报”、“多行不义必自毙”,就是指反弹的节点。历代王侯将相的财富可以甲天下,但是“富不过三代”,就是四维时空平衡定律的有力证明。掌握了四维时空平衡论,测定出人的能量和动量,就掌握了人生运行的轨迹和命运。

我们可以举一个例子解释四维时空平衡定律。大家都知道的著名的数学概率实验:为了确定抛掷一枚硬币发生正面朝上这个事件的概率,历史上有人作过成千上万次抛掷硬币的试验。投掷硬币100次,正面朝上是53次,概率是0.53;投掷硬币4040次,正面朝上是20xx次,概率是0.5069;投掷硬币24000次,正面朝上是12012次,概率是0.5005。随着实验次数的增多,正面朝上这个事件发生的频率越来越稳定地接近0.5,这就是概率。概率在实验次数少的时候,有偶然性,但是达到一定次数,就存在必然性。这个必然性的原因就是受到第四维坐标所控制,达到总体平衡。

科学的小论文篇三

“成功啦!”“成功啦!”“哈哈……”从我家里传出一阵阵笑声和欢呼声,这是我和伙伴们在做一个有趣的实验。

在学校里,老师常在科技兴趣课上做许多有趣的实验,引起了我浓厚的兴趣。于是,在星期天,我邀来几个要好的朋友,神秘地说:“咱们做一个实验好吗?”听说我要做实验,邻居的小弟弟也被吸引过来。

么药,被我搞得丈二和尚摸不着头脑。我胸有成竹地把蜡烛点燃,立在桌面上,用一根铁条吸住磁铁,拿到火上去烧。开始,磁铁紧紧地贴在铁条上。蜡烛的火焰贪婪地舔着磁铁。不一会儿,磁铁像生病似的,有气无力地粘在铁条上,快要掉下来了。终于,“砰”的一声,磁铁落地了。“实验成功喽!成功喽!”大家手舞足蹈,那高兴劲儿就别提了。

为什么磁铁遇热会失去磁性呢?大家心里不禁打起了一个问号,连忙去翻书找答案。我突然想起《少年科学画报》里有介绍科学知识的内容,就去翻《少年科学画报》。“找到了!”我惊喜地叫了起来,像哥伦布发现新大陆一般高兴。

原来,磁和电子是分不开的,运动的电子周围就有磁,这叫电磁效应,电磁铁烧红了,它内部的分子热得乱窜,破坏了电子运动方向的一致性,磁效应作用互相抵消,所以整块“磁铁”不再显示磁性。我想:在家用电器中,收音机喇叭上有磁铁,就不能让高温物体接近。可想而知,电视机上也有喇叭,上面也有磁铁,原理不正是一样吗?如果高温物体靠近带有磁性的冰箱,冰箱不就被损坏了吗?怪不得说明书上强调不能接近高温物体。我把自己想法告诉大家,他们恍然大悟。邻居小弟弟似懂非懂,皱着眉头,一本正经地说:“好像懂了,又好像没懂。”一句话把我们逗得哈哈大笑。

科学的小论文篇四

今年二月份,我家来了两位新客人——两只小乌龟,一公一母。它们很可爱,绿绿的身体,小小的脑袋,龟壳直径大约有4厘米。我很喜欢这两只小乌龟,想和它们玩玩儿。可是,这两只小乌龟可不愿意“搭理”我,它们时常把脑袋缩在龟壳里,只有当我用手敲它的龟壳时,它才探出脑袋来,一露头,马上又缩回去了。而且脑袋一缩就是大半天。刚开始,我以为是这两只小乌龟认生,不敢见人,时间长了就好了。可令我奇怪的是,它都来到我们家一个星期了,一点东西也不吃,而且似乎也不动。

我去问妈妈,妈妈说:“还是你自己去找答案吧!”我猜想,是不是小乌龟怕冷,在冬眠呢?于是,我就开始从书中找答案。可家里的几本介绍动物的书中,都没有提到乌龟的。我决定上网查一查。没想到,和我有同样疑惑的人很多呢!他们也都不知道为什么乌龟不吃不喝不动。经过我的查找,终于知道了乌龟原来是变温动物,其体温随着外界温度而变化,当室温低于25摄氏度时,它们就会进入冬眠期,不吃不喝不动。

知道了这些,我就不用担心它们饿死了,而是天天给它们换水,并保持一定的温度,让它们在我家的客厅里冬眠。

大约到了四五月份,小乌龟开始活动了。我和奶奶去集市上问卖龟人小乌龟喜欢吃什么,准备给它们备好食物。卖龟人向我们推荐了“巴西龟饲料”,我们买回家想看看小乌龟喜不喜欢吃。你猜怎么样?它们吃得可欢了,尤其是那只雄乌龟,特别贪吃,它吃的食物是那只雌乌龟的三倍!

随着气温越来越暖和,小乌龟的食量越来越大。我们也把小乌龟从客厅移到了阳台上。有时我去阳台拿东西,它们都会翘起脑袋跟我要吃的,脑袋翘得高高的,两只前脚都直立起来了,那样子特别可爱。每当这时,我就会给它们撒一些龟食,它们就会饱餐一顿了。

经过半年多的饲养,我家的小乌龟长大了不少。那只雄乌龟明显看出大了一圈,龟壳直径得有5厘米了,雌乌龟也长了,我心里真高兴!

现在,我家的小乌龟又进入了冬眠期。我知道了它们的这一习性,再也不用担心了。

科学的小论文篇五

科技改变生活,时代在渐渐发生变化,科学在不断进步。科技的发展,给我们的生活带来许多便利,我们的生活与科技息息相关。

在以前,农民伯伯每到春天,就要辛辛苦苦的进行插种,播种等的工作,夏天又要杀虫,秋天又要忙着收获,跟着种其他农作物。他们要一年四季,这样每天重复着同样的顺序,天天佝偻着背下地干活,经常弄得自己筋疲力尽。可有时候天气会喜怒无常,下几场大雨或连续几天的干旱,再加上某些地方环境的污染严重,害虫随处可见,这些足以让农作物无法生长,农民辛苦的劳动得来的却是落得一场空。

现在,随着科技的发展,带来一种新的培育方式—太空育种。它是搭载科学实验的一种,是将农作物种子搭载于返回式地面卫星,借助太空超真空微重力及宇宙射线等地面不可模拟的环境变化,使种子发生变异,经过地面多代选育获得稳定的遗传性状,从而培育出新的农业品种来。

自1987年以来,我国科学工作者利用返回式地面卫星,先后进行多种植物的空间搭载实验,培育出一系列高产、优质、多抗的水稻、小麦、番茄、青椒、芝麻等作物的新品种。太空育种已得到一定程度的应用,从太空的带来的果实,它的重量和外形都发生变化,比在陆地上培育的果实要大得多,好吃得多。

科学之门已经打开,科技带给我们的便利随处可见,以后科技的发展,还需要我们来探索,来创造。让我们插上科学的翅膀,在科学世界里自由地遨游,发现并探索我们生活中的科学,为未来的科技贡献我们的一份力量。

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科学的小论文篇六

鸡蛋是一种好吃又有营养的食物,日常生活中,也有许多以鸡蛋作为主食而制作出的佳肴,煎蛋、煮蛋、炒蛋、蒸蛋…..这些都是最平常的,今天,我们就以蛋为实验主材,来研究“煮蛋”快还是“煎蛋”快。

“煮蛋”快!不“煎蛋”快!“no,我们都不对,应该是这两种方式同样快。”是这样的吗?对于煮蛋与煎蛋,是其中的一种方式更快呢?人们都做出了不同的推测与想法,不过,光有想法是远远不够的,还必须以科学的依据来做出判断。今天,请跟随科学的脚步,去从实践中得出结果。

首先,准备实验材料与实验工具,我们需要两个差不多大小的鸡蛋,一些油,两个同样大小材质的容器,一碗热水,两个煤气灶,我们把两个鸡蛋分为对照组与实验组进行实验。首先,将对照组的鸡蛋放入装有热水的容器,盖上盖子等候;将实验组的鸡蛋打碎,打入装有油的容器等待,为了方便观察,列出了以下统计:

煮蛋。

1分钟。

发出“磁磁”的响声,蛋白开始凝涸。

表皮开始凝涸,蛋黄蛋白无变化。

2分钟。

蛋白开始变成白色,蛋黄变稠。

蛋白有些部分呈块状,蛋黄无变化。

3分钟。

蛋白全变白,蛋黄全呈膏状,鸡蛋完全熟透。

蛋白几乎熟透,蛋黄外部已熟,中间部位流液。

4分钟。

蛋白熟透,蛋黄的液体还有一些。

5分钟。

蛋白蛋黄完全熟透。

从以上列表发现,煎蛋比煮蛋快,可以节省许多时间。今天我们的科学小实验证明了这一点。

科学的小论文篇七

我想到在物理课上老师曾经讲过:影剧院墙壁的表面是凹凸不平的,这样可以使声音大部分被吸收掉,让观众不受回声的干扰。同样道理,光线照到任何物体的表面都会产生反射,假如这个平面是高低不平的,光线就会向四面八方散射掉;假如这个平面是光滑的,那么我们就可以在一定的方向上看到反射光。

皮鞋的表面原来就不是绝对的光滑,如果是旧皮鞋,它的表面当然更加的不平,这样它就不能使光线在一定的方向上产生反射,所以看上去没有什么光泽。而鞋油中有一些小颗粒,擦鞋的时候这些小颗粒正好可以填入皮鞋表面的凹坑中。如果再用布擦一擦,让鞋油涂得更均匀些,就会使皮鞋的表面变得光滑、平整,反射光线的能力也加强了。

通过实验,我终于知道了皮鞋越擦越亮的秘密啦!

科学的小论文篇八

创设问题情境,目的是激发学生的好奇心,从而对所学知识充满探究兴趣,发现并提出问题,积极参与学习过程,通过自主合作探究来获得知识。可以说,教师与其“给”学生十个问题,不如创设情境,让学生自己去“发现”、去“产生”一个问题。好的情境引入可以产生问题,使学生产生好奇心,兴趣盎然,积极探索,为课堂教学做好铺垫。

在科学课教学中,应当重视学生的实验操作过程,尽可能多地让每一个学生亲历实验过程,从而获取科学知识,运用观察和实验手段获得科学知识的技能,培养学生的自主探究能力。通过提出问题、猜想与假设、验证问题、解决问题这样一次次实实在在的科学探究过程,逐步培养学生的科学探究能力,并为培养学生的创新能力提供广阔的空间,学生的创新火花往往就在不知不觉的实践研究中点燃了。动手实验可以激发学生爱科学的兴趣,有效地帮助学生发展智力,提高学生科学的素养。但是,任何一个实验不是让学生随便动手做一做、看一看、说一说就行了,还需从中培养学生严谨科学的态度。

教师在教学中应与学生积极互动,注重培养学生的独立性和自主性,充分引导学生质疑、调查、探究,在学生的探究性学习中,教师应该成为学生的亲密合作者,由“指导者”向“促进者”转变,变“给学生压力”为“给学生动力”.在教学中,注重运用多种形式的合作学习,如个别学习、同桌交流、小组合作、组织交流、全班交流等,这些组织形式就是为学生创设了合作交流的时间,教师要设计出活生生的、丰富多彩的课堂。将课堂变成展示、交流的舞台,让学生把课下研究的成果在课上充分地展示、交流,使课堂充满亲和力,让课堂更为精彩。

科学的小论文篇九

在我国古代的典籍当中,有关于声学的文献相当丰富,这些文献资料同时也是音乐文化的典籍。内容主要有音乐史、音乐理论、乐器史、乐律学、乐器制造及演奏等方面。《四部全书》中经部的《书》、《诗》、《周礼》、《礼记》、《春秋左传》等都能在其中找到与声学有关的早期内容;史部中的《律历志》或《音乐志》是必读的声学史料;子部艺术类的音乐之属是与律学、乐器学、音乐声学关系密切的著作。

乐器的制作离不开声学原理,我们都知道,凡是声音都具有高低、强弱、长短、音色等特性,一件乐器所使用的物质材料不同,那么它所发出的音色也就不同。在物理学上,音色与发声频谱、波形、振幅有关。《礼记・乐记》中叙述了金、石、丝、竹、革五种物质材料做成的乐器音色:“钟声i”,“石声磬”,“丝声哀”,“竹声滥”,“鼓鼙之声”。早在战国时期就有人对“中声”进行过讨论,“中声”其实就相当于我们现代钢琴中央区的发音问题。在战国末期成书的《吕氏春秋・仲夏纪・适音》中有这样的观点:“夫音亦有适”;“太钜、太小、太清、太浊”,“皆非适也”。只有高、低、强、弱适中的音才能称之为“中声”。从这些记载来看,我们可以知道当时的人们规定“中声”有两个必备因素:高低、强弱。

二、乐器制作中的选材。

北宋的沈括在《梦溪笔谈》中总结了琴材特性与琴的音色密切相关,同时他也第一个认识到材料的传声没有选择性,它可以传播任意音调的声音。他的“材中自有五音”,是指物质材料本身能发出诸多乐音。“又应诸调”是指该材料能够传播各种调式的声音。任何一种天然材料都有能传播声音的特点,如果没有这一特点,琴弦发出了声音,而它的面板材料不予传播,共鸣箱体不与之呼应,那这种声音将是音乐欣赏中的一大悲哀。在沈括后,宋王室之子赵希鹄在其著《洞天清录集》中详细叙述了琴材与其发声的关系。琴声效果与其选用的木料的关系,就像今天选购钢琴,总要仔细挑选钢琴各方的面板是否“纹理条条如丝线密达而不邪曲”。如果面板好,琴槌和琴弦又没毛病,那么这钢琴的音质、音色就属上乘。

不同的乐器都有其所要求的不同材料,沈括和班固都注意到了这一问题,为什么古人制乐器,用铜制钟、用石制磬?在《汉书・律历志》中,该书作者班固征引刘歆的话:“铜为物之至精,不为燥湿寒温变其节,不为风雨暴露改其形。”这句话前半句意思是:铜不因温度和湿度的变化而发生胀缩现象。这显然不对,因为铜的膨胀系数比铁大,按此原理,应该是“铁为物之至精”。然而当时的科学家们正确地看到,铁容易生锈,其危害要大于铜的热胀冷缩。同理,现代钢琴中的高、中音琴弦都由钢丝制成,低音琴弦由钢丝加紫铜缠丝制成,而非选用其他金属制。

三、乐器与振动。

我们从分析乐器入手,从物理学角度来认识一下物体的振动。古代中国人早在春秋末期已经知道声音的来源及音调的高低是由振动决定的。《考工记・凫氏》在述及钟体的设计与制造时,曾写道:“薄厚之所振动,清浊之所由出。”这说明最晚在公元前6世纪下半叶到公元前5世纪初已有“振动”一词,而且人们已将“振动”现象与钟壁厚薄、音调的高低联系起来,正确地认识到它们三者之间的关系:钟壁的厚薄决定了其振动的缓与烈或振幅的大与小,而这又是音调高低的依据。由此可见,振动产生声音的看法,对古代中国人来说并不陌生。

古代人们创制了很多弦乐器,他们都有着丰富的调音经验,在长期的实践中,他们都遵循一个弦振动原理,弦长、张力、丝线的密度与弦振动的频率密切相关,改变弦长、张力、丝线密度中的任何一个因素,弦振动的频率都会发生变化。尤其是对同一弦线来说,当张力固定不变时,弦上音调的高低仅仅决定于所取弦长。这正是古代乐律学和定律法的物理依据。宋代何e《春渚纪闻》说:“缓其商弦,c宫同音。”改变弦的张力就可以改变其音。古代文献中大量的有关记载,表明古人在演奏实践与理论中都认识到张力与音调的比例关系,准确地说,音调与张力平方根成正比。他们还直接将线密度看做弦粗细,并做了一系列的规定,以组成弦线的丝数保证其粗细有序。早在战国时期,人们就以文字的形式记录了音调与线密度的比例关系,准确地说,音调与线密度平方根成反比。唐代司马贞指出:“宫弦最大,用八十一丝”;商弦“用七十二丝”;角弦“用六十四丝”;徵弦“用五十四丝”;羽弦“用四十八丝”。他所记述的是古代传统定弦粗细的方法,各音所在弦的丝数与其三分损相生的长度值相同。此外,古人还以“缠弦”法解决线密度问题。沈括曾指出:“琴中宫、商、角皆用缠弦,至徵则改用平弦”,“琴虽增少宫、少商,然其用丝各半本律”。缠弦即指在弦线外再用线缠绕之;平弦指不再外加缠弦的弦。弦乐器的低音用缠弦,这个方法被今天的钢琴等弦乐器所普遍使用。

四、钢琴的发声原理。

众所周知,钢琴是一种击弦打击乐器,在它的制作过程当中,很好的把科学性和音乐性融合在一起。钢琴制作师在钢琴上采用了以弦槌击弦发音的机械装置,这一装置是手指通过触键来直接控制琴声的变化,使钢琴的声音更富有表现力,同时极大地丰富了钢琴的音响效果。所以早期钢琴的标志与象征便是弦槌击弦发音。后来制造师对击弦机的结构进行了深入的改革,在原来的机械当中,安装了一种起动杠杆,这种装置与现代击弦机的复震杠杆系统几乎是一样的,它可以使击弦的速度提高到原来的10倍,可以连续的快速弹奏;并且扩大了音域,增加为4组。我们可以把它看作是现代钢琴的雏形。简单的说,钢琴的发声原理就是用手操作键盘驱动打击钢丝线产生声音,可以通过踏板的方式调轻声音或使之持续不断。

钢琴发音原理最简单的解释便是,手指触键通过机械传导的榔头去击弦而发音。在实验当中,当我们弹某一个钢琴键时,和它相对应的弦槌则会被带动去敲击相对应的琴弦,从而引起琴弦的振动。这一振动通过弦码,传递到音板和响板上,响板是钢琴琴体内最后面的一块大的金属钢板,它会使声音产生双重共鸣,声音通过响板反射并且扩大出来。音板是一块比较大的薄木板,当琴弦振动时,音板表里两面的空气就会形成疏密不均的波,这就产生了我们感官上所能听到的音。琴弦振动包括全弦振动与分段振动两种,全弦振动所产生的是基音,分段振动所产生的是谐音。谐音的多少以及其相对的强度决定着一架钢琴音色的优劣。

弦槌对钢琴音色来说也是极为重要的,一副好的弦槌可以在很大程度上改善钢琴的音色。弦槌的作用是使钢琴上的共振系统,由理论转化为实践,钢琴的音色在很大程度上取决于槌头击弦的位置。通过长期的实践和经验,设计师们对中音以下的琴弦的击弦点做了规定,他们通常把击弦点定在弦长的1/8处。这个击弦点并不适用于较高的音,根据实践经验,从中音向高音,击弦点这个数字应该逐渐成为一个较小的分数,在最高音的时候,一般会采用1/14到1/16的点位。

我们都知道琴弦是钢琴的声源,但是音板的作用也是不容忽视的,如果没有音板对琴声的共鸣和反射,我们听到的声音将会是微弱的钢丝振动的声音。正是因为有音板,它的结构、选材以及制作工艺才使钢琴发出美的声音。例如:古筝和古琴、长笛和竹笛音色完全不一样,就是因为它们有着不同材料的共振体。世界上没有两块完全相同的材质,同样也就不可能有两件音色完全一样的乐器。而就手工制作来说,更不可能有完全一样的手工工艺。因此,音板的好坏决定着钢琴音色的优劣。而音板的好坏则取决于它的材质和加工过程的制作工艺。

我们前面说过,钢琴的音色要受琴弦分段振动所产生的谐音的影响,而这个谐音也同时受到音板和弦码的影响,比如音板各部位的薄厚、框架的固定程度,肋木的安装位置、粗细、数量、以及两端的形状,弦码材质的软硬、形状、高度、衔接部位的连接方式等等,都影响着音色。由于弦码、肋木、音板振动、手工制作的复杂性,导致世界上没有一架音色完全相同的钢琴。

五、关于新型钢琴声源结构的探索。

当前,国内外都普遍采用在码桥上使用的弦码钉,钢丝经过弦码钉处会形成一个角度,钢丝经过弦码时有一个向下的压力来达到发声。比如在一个名称为“立式钢琴音源系统结构”的申请文件中,描述了这样一个技术方案:包括铁排、琴弦、弦轴钉、弦轴板、音板、肋木和码桥,218个弦轴钉分别固定在弦轴板上,弦枕包括高音上弦枕、高音下弦枕、中音上弦枕、中音下弦枕i、中音下弦枕ii、低音上弦枕,码桥包括中高音区码桥和低音区码桥,中高音区码桥和低音区码桥上共设有上下两排钉,琴弦的一端固定在弦轴钉上,另一端固定在铁排下弦钉上,琴键标号1号至琴键标号30号对应的弦轴钉位于低音区,琴键标号31号至琴键标号58号对应的弦轴钉位于中音区,琴键标号59号至琴键标号88号对应的弦轴钉位于高音区。

在实际安装过程中,由于发音板震动频率有限,使钢琴的发声无法完全释放出来,限制了钢琴的音色。

为了解决这个问题,我们设计了一种用于钢琴的声源结构,可以减少低音琴弦对声源音板所产生的压力,从而使钢琴的音板得到更充分的震动。这种声源结构的技术方案为:码桥下端安装有一弹簧层,弹簧层由若干弹簧构成,每个弹簧的钢丝外均套接有硅胶套,每个弹簧都竖直安装,上端通过上螺纹杆与码桥下底面螺纹连接,下端通过下螺纹杆与音板上地面螺纹连接,码桥上端设有弦码和琴弦,琴弦通过过桥结构与弦码相连,过桥结构包括支架、琴弦固定轴和卡扣,支架通过螺栓固定在弦码上,支架为弧形结构,两端设有凸起的弧形支点,卡扣位于支架上方,琴弦固定轴外套接有软胶套,卡扣内设有琴弦固定轴,琴弦设置于内卡扣并通过琴弦固定轴进行固定。软胶套上设有琴弦固定槽,与琴弦大小相匹配。卡扣为金属构件,呈弯钩状。

这样的声源结构可以减少低音琴弦对声源音板所产生的压力,使钢琴的音板得到更充分的震动。在实际制作过程当中,还可以进行一些合理的改进。

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