可以讲一讲关于音乐的知识以及它与科学、数学的关系吗?
你好,因为我是一名中学物理教师,我尝试着从数学、物理的角度来回答你的问题。我们以钢琴为例:
一、音乐是声波,声波是纵波。声波在空气中产生高低的气压,这些气压撞击到我们的耳膜上,我们就听到了音调高低不同的声音。我们来看钢琴?中的中央C,初学者最开始学到的就是这个键。当按下这个键时,会产生262Hz的声波。也就是说,一秒钟262个空气压力小包(就是波峰)撞击到你的耳朵。每两个波峰之间相差0.00382秒。我们来看一下中央C的波形图:
其中相邻两个波峰(最高处)与波峰之间的时间间隔是0.00382秒。
二、高一个八度:
在中央C右边,最邻近的下一个C,比中央C高一个八度。这两个音合在一起就会很好听,我们来看一下它们在一块时的波形图:
我们看到它们在波峰处重合的非常好。高音C的频率刚好是中央C频率的两倍,达到524Hz。一秒钟以内,高音C波峰的数量是中央C的两倍。结果就是,中央C到达波峰的时候,高音C也刚好到达波峰。这样我们就会听起来几乎一样,但是高音C的音调较高。
同样地,高音D与中央D之间的关系也是这样,高音D的频率是中央D的两倍。结论是,音阶高一个八度,频率加倍。
但是差一个八度的两个音合在一起有些单调,我们来看一下中央C和中央G,它们相差了5个音阶。下面是它们的波形图:
我们看到,一开始它们波峰重合后,中央C再过两个波峰,中央G再过三个波峰,它们又重合了。中央G的频率是中央C的3/2倍。它们之间互相补充,而不是混杂,所以听起来很好听。我们再看中央C和F#:
它们的波形看起来并不是那么齐整,所以,听起来不是很好听。
三、最后我们来看一下和弦,比如中央C、中央E、中央G:
在最开始三个波峰重合后,中央C过了4个周期,中央E过了5个周期,中央G过了6个周期后又重合了。因此,听起来好听又不单调。
所以,音乐是物理的,是数学的,是科学的。当然,音乐还是人文的,艺术的,音乐中包含了太多知识和文化。
希望这个回答能够让你满意,有什么我们再交流。