工程声学/声学吉他工作原理
吉他中有三个主要部分有助于声音的产生。
首先，是琴弦。任何处于张力的弦都会以一定频率振动。弦的张力和规格决定了它的振动频率。吉他通过控制六根不同重量琴弦的长度和张力来覆盖非常广泛的频率范围。
其次，是吉他的琴体。琴体直接连接到每根琴弦的一端。琴体接收琴弦的振动并将它们传递到琴体周围的空气中。正是琴体较大的表面积使它能够“推动”比琴弦多得多的空气。
最后，是琴体内部的空气。这对吉他的低频非常重要。音孔内侧的空气团振动，压缩和解压缩琴体内的顺应性空气。在实践中，这个概念被称为亥姆霍兹共振器。没有它，就很难产生吉他美妙的音色。
吉他的琴弦在线性密度、长度和张力方面各不相同。这使得吉他能够产生广泛的频率范围。线性密度越大，琴弦振动越慢。长度也是一样；琴弦越长，振动越慢。这会导致低频。相反，如果琴弦密度较低和/或较短，它们会产生更高的频率。每根琴弦的最低共振频率可以通过以下公式计算
其中 = 琴弦张力，=线性密度， = 琴弦长度
公式中的琴弦长度 L 在演奏者按压某个品格时会发生变化。这会缩短琴弦，从而在拨动时增加它产生的频率。这些品格的间距很重要。从琴头到琴马的长度决定了每个品格之间的间距。如果长度为 25 英寸，那么第一个品格的位置应该位于从琴头起（25/17.817）英寸处。然后第二个品格应该位于从第一个品格起（25-(25/17.817))/17.817 英寸处。这导致了以下公式
当拨动琴弦时，会形成一个扰动，并以两个方向从拨动琴弦的点传播出去。这些“波”以与张力和线性密度相关的速度传播，可以通过以下公式计算
波传播直到它们到达两端的边界，在那里它们被反射回来。下面的链接显示了波如何在琴弦中传播。
琴弦本身产生的声音很少，因为它们太细了。这就是为什么它们连接到吉他琴体的顶板的原因。它们需要将它们产生的频率传递到一个较大的表面积，这样才能产生更强烈的压力扰动。
吉他的琴体将琴马的振动传递到周围的空气中。顶板贡献了大部分压力扰动，因为演奏者会抑制背板，而侧板则相对坚硬。这就是为什么用云杉等轻质弹性木材制作顶板很重要。顶板的振动越大，它产生的声音就越响。保持顶板平坦也很重要，因此在内部放置了一系列支撑物来加强它。如果没有这些支撑物，顶板会在琴弦张力产生的巨大压力下弯曲和裂开。这也会影响声音传递的大小。扭曲的顶板将无法有效地“推动”空气。为了了解吉他这部分在放大过程中的重要性，可以尝试以下实验
1. 从一根普通的橡皮筋、一个大碗、胶带和保鲜膜开始。
2. 拉伸橡皮筋，拨动几次，以了解它的响度。
3. 将保鲜膜拉伸在碗上，形成一个鼓。
4. 将橡皮筋的一端用胶带粘在保鲜膜上。
5. 拉伸橡皮筋，拨动几次。
6. 声音应该比以前响亮得多。
吉他的最后一个部分是琴体内部的空气。这对乐器的低音部分非常重要。声孔内侧的空气会振动，压缩和膨胀琴体内的空气。这就像对着瓶口吹气并聆听它发出的音调一样。这形成了被称为亥姆霍兹共鸣器的结构。有关亥姆霍兹共鸣器的更多信息，请访问 亥姆霍兹共振。此链接还详细展示了与声学吉他的关联。声学吉他制造商通常会调整这些共鸣器，使其具有 F#2 到 A2（92.5 到 110.0 赫兹）之间的共振频率（赫兹表示每秒振动次数）。具有如此低的共振频率有助于放大低频弦的振动。为了证明琴体内的空气很重要，只需弹奏吉他上的空弦 A（第二根弦）。现在，当弦在振动时，用一块纸板盖住声孔。音量会大幅降低。这是因为你阻止了声孔内侧空气团的振动，导致只有琴面板在振动。虽然琴面板仍然在振动并传递声音，但它在传递低频波方面并不那么有效，因此需要亥姆霍兹共鸣器。