什麼是音程?
音程指的是兩個音之間的音高距離,最精確的表示方式就是頻率比。在十二平均律(12-TET,即鋼琴與大多數現代樂器所採用的調律法)中,一個八度被均分為十二個相等的半音。本計算機能將任意半音數換算成對應的頻率比、以音分表示的音程大小,並依你設定的基準音高算出最終的目標頻率。
使用方法
請輸入以半音為單位的音程大小(例如:純五度填 7、八度填 12、下行純四度填 -5),並輸入以赫茲(Hz)為單位的基準頻率(440 Hz 即標準音 A)。計算機會回傳頻率比、以音分表示的音程大小,以及將基準音高移動該音程後所到達的頻率。
公式解析
平均律讓每個半音的比值都完全相同,因此 \(n\) 個半音的音程比值為 \(r = 2^{n/12}\)。由於每個半音剛好是 100 音分,音分數值就是簡單的 \(100 \times n\),這也與一般對數定義 \(\text{音分} = 1200 \cdot \log_2(f_2/f_1)\) 完全吻合。目標頻率則是基準頻率乘以比值:
$$f_2 = f_1 \times 2^{n/12}$$
實例演算
以 A = 440 Hz 為基準,計算純五度(7 個半音):
$$r = 2^{7/12} \approx 1.498307$$音程為 \(7 \times 100 = 700\) 音分,目標頻率則是
$$440 \times 1.498307 \approx 659.26 \text{ Hz}$$(大約是 E5)。值得注意的是,平均律的五度(1.4983)比純律的純五度 1.5 略窄一些。
常見問題
半音數為負值代表什麼?負數表示下行音程;此時比值會小於 1,目標頻率也會低於基準頻率。
為什麼平均律的五度不剛好是 3/2?平均律刻意對純比值做了折衷,好讓每個調聽起來都同樣準。因此其五度比純律約低了 2 音分。
一個八度有多少音分?剛好 1200 音分,因為一個八度等於 12 個半音,每個半音 100 音分。