精选数学文化之音乐与数学_生活中数学

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动人的音乐常给人以美妙的感受。古人云：余音绕梁，三日不绝，这说的是唱得好，也有的人五音不全，唱不成调，这就是唱得不好了。同样是唱歌，甚至是唱同样的歌，给人的感觉却是迥然不同。其重要原因在于歌唱者发声振动频率不同。

人类很早就在实践中对声音是否和谐有了感受，但对谐和音的比较深入的了解只是在弦乐器出现以后，这是因为弦振动频率和弦的长度存在着简单的比例关系。近代数学已经得出弦振动的频率公式是W=，这里，P是弦的材料的线密度;T是弦的张力，也就是张紧程度;L是弦长;W是频率，通常以每秒一次即赫兹为单位。

那么，决定音乐和谐的因素又是什么呢?人类经过长期的研究，发现它决定于两音的频率之比。两音频率之比越简单，两音的感觉效果越纯净、愉快与和谐。

首先，最简单之比是2：1。例如，一个音的频率是160、7赫兹，那么，与它相邻的协和音的频率应该是2×260、7赫兹，这就是高八度音。而与频率为2×260、7赫兹的音和谐的次一个音是4×260、7赫兹。这样推导下去，我们可以得到下面一列和谐的音乐：

260、7，2×260、7，22×260、7……

我们把它简记为C0，C1，C2，……，称为音名。

由于我们讨论的是音的比较，可暂时不管音的绝对高度(频率)，因此又可将音乐简写为：

C0C1C2C3……

20212223……

需要说明的是，在上面的音列中，不仅相邻的音是和谐的，而且C与C2，C与C3等等也都是和谐的。一般说来这些协和音频率之比是2M。(其中M是自然数)

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