泛音

泛音是高于声音基频的任何共振频率。 换句话说，泛音是高于单个声音中最低音高的所有音高； 基本音调是最低音调。 虽然基音通常最突出，但泛音实际上存在于任何音高中，除了真正的正弦波。 各种泛音分音的相对音量或振幅是音色或声音的个体特征的关键识别特征之一。

使用傅立叶分析模型，基频和泛音一起称为分音。 谐波，或更准确地说，谐波分音，是其频率是基波（包括基波本身的 1 倍）的整数倍的分音。 在讨论乐器的声学行为时，这些重叠的术语会被不同地使用。 （参见下面的词源。）傅立叶分析模型提供了不和谐分音的包含，这些分音的频率不是基频的整数比（例如 1.1 或 2.14179）。

当诸如吹管或拨弦之类的共振系统被激发时，许多泛音可能会与基音一起产生。 在简单的情况下，例如对于大多数乐器，这些音调的频率与谐波相同（或接近）。 例外的例子包括圆鼓——xxx泛音约为其基本共振频率 1.6 倍的定音鼓、锣和铙钹，以及铜管乐器。 人的声道能够产生高度可变的泛音振幅，称为共振峰，它定义了不同的元音。

大多数振荡器，从弹拨的吉他弦到吹奏的长笛，都会自然地以一系列不同的频率振动，这些频率被称为正常模式。 最低的正常模式频率称为基频，而较高的频率称为泛音。 通常，当振荡器被激发时——例如，通过拨动吉他弦——它会同时以多个模态频率振荡。 因此，当演奏一个音符时，会让人感觉听到了高于最低频率（基频）的其他频率（泛音）。

音色是使听众能够区分不同乐器声音的品质。 乐器的音色取决于它强调的泛音。 也就是说，这些泛音彼此的相对音量决定了该乐器家族声音的特定味道、颜色或音调。 这些泛音中的每一个的强度在一个音符的持续时间内很少是恒定的。 随着时间的推移，不同的泛音可能会以不同的速率衰减，导致每个泛音的相对强度上升或下降，而与声音的整体音量无关。 训练有素的耳朵甚至可以在一个音符中听到这些变化。 这就是为什么在演奏断奏或连奏时音符的音色可能会有所不同。

一个被驱动的非线性振荡器，例如声带、吹管乐器或拉弓的小提琴弦（但不是敲击的吉他弦或铃）将以周期性的非正弦方式振荡。 这会产生基频的整数倍频率的声音印象，称为谐波，或更准确地说，谐波分音。 对于大多数弦乐器和其他细长乐器（如巴松管），前几个泛音非常接近基频的整数倍，从而产生谐波级数的近似值。 因此，在音乐中，泛音通常被称为泛音。 根据拨弦或拉弓的方式，可以强调不同的泛音。

但是，某些乐器中的某些泛音可能不是基频的整数倍，因此会导致小的不和谐。 高品质乐器通常以这样一种方式制造，即它们的单个音符不会产生不和谐的泛音。

事实上，铜管乐器的扩口端并不是为了让乐器声音更大，而是为了校正管长的“末端效应”，否则会使泛音与整数泛音明显不同。 如下图所示：

考虑一根吉他弦。 如果将其长度缩短 ½，其理想化的xxx泛音将恰好是其基音的两倍，也许通过在第 12 品轻按吉他弦； 但是，如果检查一根振动的琴弦，就会发现琴弦的振动并没有齐平到琴桥和琴枕，而是两端的琴弦“死长度”都很小。 这个死长度实际上因琴弦而异，在较粗和/或较硬的琴弦上更为明显。