请大神帮忙讲解木管乐器的泛音，超吹是专门用来吹奏泛音的技术吗？谢谢！?
木管乐器的发声主要靠吹口端的激励产生一个基础能量（频率），靠管身及空气柱的共鸣来修饰频率、音色。激励主要有两种： 泛音基础原理是什么，都是老生常谈了，来看下面这篇，我们现在这篇主要研究木管。 如何解释「泛音」？它是如何产生的？ - 木三聿的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/321383760/answer/662113383 管子也主要有两种： 1.  开口管，指的是两端都不封闭的管。比如长笛竹笛这些。 2. 闭口管。指的是单独一端封闭的管。比如一端是簧管、一端是开放口的单簧管，双簧管这些，或者哨端未封闭，另一段是滑动装置堵在下端调整音高的哨笛。 接下来讲区别。 先讲管子的两种振动模式。 2.1 开口管 我们知道，声波的传播是靠介质压强的变化，我们观察声波传播时的声压，发现介质（空气）是存在“被压缩-变稀疏-被压缩-变稀疏”这样不断往复的动作，才得以向前传播的。我们以x轴为时间，以y轴为声压，坐在某一固定位置上观察声压变化，就可以画出波形，波节是压强平衡点（大气压），而最上方的波腹是压缩最密的一点，下方波腹就是最稀疏的一点。 画不标准，将就看。 两端都是开口端的管内的驻波传播（驻波在这里可以理解为在管内能一直持续的波形，详细释义见上面解释泛音的链接），属于有界区域（管内）到无界区域（管外）的传播，声压就这样在管内产生反射。在有界区域到无界区域（开放端）产生的反射中，开口端和大气联通，意味着开口端必然是大气压，这就意味着，正方向声压+反射声压后的最终合成波形，在开口端必然是声强波节（声强波节处等于大气压）！！！如果不是，那么它非但无法得到增强和持续存在，还可能相减、消散，换句话来说，只有波形符合在两端都是声压波节的时候，这个波形才能持续存在于开口管中。那我们可以列出无数个声压波节处在两端的频率，假设管长为2，如下图(只列出部分，假设管长2）： 然后我们能发现规律：泛频都是基频的整数倍。 公式如下： L = \frac{ \lambda n}{2} , n\in N . 其中，L指两端开口管的管长， \lambda 为波形波长。根据频率和波长换算公式：λ=V/f（其中V指声速），可以轻松得到频率。 接下来详细解释为什么只有这些频率能存在。 先记住一个规律：在这种有界到无界区域的反射中，声压最密点反射后变成了声压最稀疏点，最稀疏点反射就变成了最密点。 从波形来说，假设有一个从左往右的波形，按照如上规律，在x=5上发生反射，反射后的波形就是把x=5右边的波形反相，再以x=5为对称轴翻过来。 我们用管子能产生的最低频率——基频作为例子，下图是不同时间点，对于管子内正方向声强、反射声强以及合成后的声强的“照片”： （这张图做了我一整天↑…问一下有没有什么做这种数学图特方便的软件，ps战士要累死了。。 通过观察和论证，基频的产生完全符合上述规律，其它倍频也一样。同时实际情况中，反射声压不止这一束，还有反射声再次反射后的第二次反射波形，但是画出来就会知道，驻波频率中，二次反射波形和入射波形是一样的，同理，三次反射波形和一次反射波形也一样。驻波就是这样，在管内可以持续得到增强，而其它不符合驻波频率的波形，得不到增强。 会动的的效果如下（黑色-正方向波；红色-反射波；绿色-最终发出声的波）：  对于靠切割空气产生气棱音的激励端来说，这一端不断向管内输送气棱音产生的能量（最低频为f0的噪音），而且这一段和大气联通，所以靠切割空气产生气棱音的哨口一端属于开口端。 气棱音大家都能发出来，咬紧嘴唇发sssss的声音，就是气棱音了。这种声音是没有固定频率的噪音，而它有个最低频率 f0，在f0以下的频段没有能量，噪音只分布在f0上面。同时，f0的音高公式如下： f_{0} \propto \frac{v}{L} 其中，v指吹气的风速，L指开口直径，那个像倒8的符号是正相关。吹气的风速靠嘴巴调整，气流速度越快，他的基频音高越高；如果吹口开口越大，音高越低。这个公式到超吹会用到，下面会讲到。 气棱音产生后，整个木管本身会作为共鸣管，管长和结构会耦合、调整气棱音的音高，所以你听到的并不是单纯的噪音，而是共鸣管修饰后的声音。这时候叫做气棱音的噪音的作用，是给管身的共鸣提供了个基础的能量。 2.2 闭口管（圆柱形闭口管） 而闭口管，也就是一端开放，一端是不开放的管子，不能在两端同时产生波节波腹。有如下情况： 就这还能卖200多？？？？？？成本1元都不到好吧？？？？？？？智商税??? 底下的活动装置属于钢性结构，声波碰到这种硬质结构的反射和碰到墙壁反射一样。特殊在于，只有哨口端是开放端，另一段是钢性封闭端。这里有个规律：声波在钢性界面上的反射，声压最密点反射后还是最密点，最稀疏点反射后还是最稀疏点。 从波形来说，设一个从左往右的波形，在x=2.5上按照如上规律反射，反射后的波形就是把x=2.5右边的波形以x=2.5为对称轴直接翻过来。 由于大气接触的开口端必定是波节，而刚性界面一端可以是相位中任何一点，再根据上述反射规律，我们可以得知，闭口管如要形成驻波，驻波在开口端必然是波节，驻波的波腹则在闭口端（如果管长不满足1/4波形的奇数倍，反射声被开放端再次反射后就会发生各种抵消，被闭口端反射后还有可能再次抵消，声音无法持续；如果满足，被开放端再次反射后的二次反射声刚好等于入射声，各个波形互相加强巩固，形成驻波）。我们能画出所有能在封闭管持续存在的波形： 只列举部分（假设管长2.5）：  得出公式： L = \frac{ \lambda n}{4} , n= 1, 3, 5 ... 得知产生的频率只有基频+奇次谐波（或者说偶次泛频）。 我们可以用公式论证为什么没有偶次谐波： 假设一个闭口管，其中有一个入射声f(x)，其中闭口管长度等于f(x)波长的1/2整数倍，设管长为L，以开口端为原点，构建直角坐标系。 f(x)遇到硬质界面(x=L)第一次反射的反射声为g(x)，根据反射原理，g(x)和f(x)的关系为以硬质边界对称，所以g(x) = f(-x-2L)；g(x)遇到开放边界，反射后产生的二次反射声h(x)与g(x)的关系为以开放边界对称并且反相，得到h(x)=-g(-x)，所以h(x)=-g(-x)=-f(x+2L)；由于在 -f(x+2L) 中，2L等于一个或多个完整周期对应的波长，所以-f(x+2L) = -f(x)，而二次反射声与入射声反相，二者相加：h(x)+f(x)=f(x)-f(x)=0，合成波造成了一次抵消。同理，二次反射声再次反射的第三次反射声，也是完全与入射波或反射波反相，合成波造成二次抵消，合成波无波形。 如果L并不是波长的1/2整数倍，而是1/4奇数倍倍，那么2L约减后等于半个周期的波长，这时候-f(x+2L)和f(x)相位相同，完全重合，叠加。其它反射波的关系也如此。 根据公式+观察波形我们还能得知，同样管长，封闭管的基频比开放管低8度（频率两倍）。 我们可以根据上述规律，画一个在每个时刻的正方向声波、反射声波以及合成声波的“照片”（如前面所示）～这个我就不画了，留给大家慢慢琢磨，我只放个结果： 基频的振动（黑色是入射波，绿色反射波，橙色合成波）： 三次谐波（二次泛频）的振动：  2. 一端是簧片（属于闭口端），另一段开放的圆柱形乐器，如单簧管。 为什么簧片端属于闭口端？我们先了解簧片的作用： 簧片来回振动，导致气孔“开-合”动作的不断往复，从而来输入声强，提供能量。簧片在闭合的时候，这一端不与大气联通，属于闭口端；待簧片能量提升到一定量级，开始张开的时候，瞬间输入一个声强波腹，之后瞬间闭合，阻断大气，待能量提升再次促使簧片张开，再次闭合，如此往复；或者簧片只留出一个远小于管径的缝隙，这个缝隙对于管内空气振动来说影响甚小，这一端相当于一个硬质界面。 这种类型的振动模式和上述“一端哨口一端封闭”的振动模式完全一样，只不过开放端在屁股，封闭端在嘴巴。 对于簧片来说，它本身的振动频率是不加共鸣管自由振动的频率，而软质簧片（比如芦苇片）可以轻易地与管身耦合，簧片实际情况发出的声音也是本身频率被管子耦合共鸣后的声音。由于簧片的参与，有簧乐器的声音和无簧乐器的声音都有各自鲜明的特点。 圆柱形闭口管的泛音列只有奇次谐波。但簧片本身可以发出奇偶次全泛频的声音，所以实际演奏一个单簧管，听见的是：空气柱共鸣的奇次谐波+簧片被耦合后发出的奇偶次谐波。 3. 圆锥形乐器（也是闭口管） 比如双簧管和萨克斯。对于接近圆锥型的乐器来说，它都能发出奇次谐波和偶次谐波。因为其中一端管径相比另一端极小，经过开放端反射回来后的波形受其影响，波速迅速减小，几乎没有反射发生。在上面我们论证过，一端封闭的管，偶次谐波的二次反射波会与原波形反相抵消，所以只有奇数倍能留下。而圆锥形中，二次反射波被阻止了，就不存在二次反射波与原来波形相互抵消的情况，反射只存在一次。所以它可以发出全部整数倍的谐波。 如果闭口直径管子的开口内径不是完全统一的，也偏向一点圆锥形，那么也会使得它带上一些圆锥形管的特性（带上一点偶次谐波）。 这里想插入一下铜管的例子，铜管本身也是圆锥形，但是其构造特别特殊：圆锥的尖嘴一端，那一大段的管径都极小，然而到了圆锥开放的一端，管径又迅速变得非常大，这时候会发生一种特殊的情况：基频被抑制了。假设一根铜管吹出的最低音是f1，则根据铜管长度实际计算出来的最低音是比f1还要低八度的音f0。不加阀键的自然铜管吹出的音都是泛音列的音，而其遵循的音列是从f0的泛音列的第一泛音开始，往后所有的音（基音没了）。这也解释了一个问题：为什么铜管是按照泛音列发音的乐器，而第一个音和第二个音不是8度而是5度。 木管的声音能量来源都是哨口或簧片端供给的，指法（共鸣管的形态）和来自口端的能量都会影响音高。超吹主要有以下两种原理： 木管我只会吹竖笛，所以我拿最熟悉的竖笛举例子。 竖笛指法表： 竖笛的背后有一个高音孔，给大拇指按的，通过打开/半打开/关闭这个孔可以获得更高的音，而其前方的其它七个孔都是用来调整基准音高的。 仔细观察，可以发现有一些音（比如3、4、5、6）在小字1组和小字2组上，前面7个手指的指法都是一样的，唯一不同在于大拇指高音孔是关闭还是半开放的，是为什么只通过高音孔就可以控制高低八度？ 高音孔的打洞是有讲究的，必须打在笛身某些音高的一次谐波的波腹位置。我们知道，竖笛是双开放口管子，两端都是声压波节，最低频率是基音，那我如果在最低声压的波腹位置打个洞，那么这个点与大气联通，必然是波节，那么在这个点是波腹的频率都会“漏气”，就可以被轻松的抑制，发不出来。而此时，能发出的最低频率正好是这个频率的二次谐波（一次泛频），因为这个谐波在这个点上刚好是波节，并不影响，同时2次谐波的所有倍频在这个位置也是波节，并不影响，于是整根管的振动就进入了二次谐波模式。这就是通过打“高音孔”来控制高低八度的原理。 3、4、5、6音的基频波腹差不多都在高音孔附近（通过计算管长就可以轻松得出），所以可以通过这种方式抑制，获得高八度的音；而其它部分音的波腹并不刚好在这个位置，通过这种方法并不能得到高八度，所以并不是通用的。 对于一端封闭的圆柱管来说，它的驻波模式不存在二次谐波，只存在奇次谐波，所以吹出的并不是高8度的音，而是高15度的音（见泛音列），振动进入的是三次谐波模式。 圆锥管由于都能发出奇/偶次泛频，各种模式都可以。 竖笛有种“高级吹法”，全按并堵住最下方的出气孔，这样就变成了封闭管，超吹进入的是三次谐波模式，可以吹出更高的音。而单簧管这种纯天然的圆柱闭口管则都是三次谐波模式（甚至更高）。说到超吹，那就要说下超吹相关的气棱音什么的了↓ 2. 改变气棱音的基础频率f0 上面我们讲到气棱音公式： f_{0} \propto \frac{v}{L} 其中，v指吹气的风速，L指开口直径。气棱音的基础频率与吹气速度成正比，与开口大小成反比。开口大小指的是吹气横截面，像长笛可以调整吹气角度、气流速度来稳定超吹音高，就是同时控制v和L。 而竖笛是固定哨口，无法调整吹气角度，只能调整吹气速度。吹过竖笛的应该很明白，在不同音区必须要用不同速度的气息演奏，否则音会不准。等到气流快到一定程度，f0高到一定程度，共鸣管激发的就是二次谐波模式，低音基频无法被激励或是弱于二次谐波，就可以超吹出高八度的音，甚至是高12度的音（竖笛高于高音7的音都是这种方式），或是更高的音。 3. 改变簧片振动模式 对于簧片乐器，加快空气流速可以使簧片本身进入更高的振动模式，簧片进入更高的振动模式后，输入声压的频率也会变高，耦合后产生的声音也会变高。 不仅如此，控制簧片的振动模式还可以通过嘴唇与簧片（哨片）接触位置、力度（感谢 @HCAB 提醒）来实现。（比如吹树叶这个传统艺能，气流、嘴唇对叶子的压力位置、力度的调整可以吹出不同音高） 运用超吹技术，就可以扩宽木管音域得到更多音高。