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數學

音名頻率計算機

選一個音名(C、C♯…B)、八度(依科學音高記號,中央 C 即 C4)同調音參考 A4,工具就會用十二平均律公式 f = A4 × 2^((n − 69)/12) 即時算出頻率 (Hz)、MIDI 編號、空氣中波長(343 m/s)同週期。預設 A4 = 440 Hz(ISO 16 國際標準),亦可切換到 432 Hz(Verdi 律)或 415 Hz(巴洛克古樂)等其他標準。

頻率

440.00

A4 · MIDI 69

MIDI 編號
69
空氣中波長
週期

波長以 20°C 乾燥空氣中音速 343 m/s 計算;週期 = 1 / f。

計算式

f = A4 × 2^((n − 69) / 12),其中 n 為 MIDI 編號(C4 = 60、A4 = 69)。

公式

f(n) = A4 × 2^((n − 69) / 12) n = MIDI 編號 = (八度 + 1) × 12 + 音級 // C = 0、C♯ = 1、…、B = 11 波長 λ = c / f // c = 20°C 空氣音速 ≈ 343 m/s 週期 T = 1 / f

常見問題

「八度」係咩?「C4」嗰個 4 又代表咩?

我哋用嘅係「科學音高記號」(Scientific Pitch Notation, SPN):每個音名後面加一個整數,代表佢屬於第幾個八度。C4 就係鋼琴正中間嗰個 C,叫「中央 C」(middle C);C5 高一個八度(頻率乘 2)、C3 低一個八度(頻率除 2)。一個八度由 C 開始一直到下一個 C 之前嘅 B 為止,例如 C4、C♯4、D4 … B4,然後 C5 就係新一個八度嘅起點。鋼琴最低音係 A0 (27.5 Hz),最高音係 C8 (約 4186 Hz),共 88 鍵。

A4 = 432 Hz 真係比 440 Hz「聽落舒服啲」?

冇科學證據顯示 432 Hz 比 440 Hz 對人體更有益或更「自然」。440 Hz 喺 1939 年由國際標準化會議定為現代音樂會調音標準,1955 年 ISO 16 正式確認。Verdi 倡議用 432 Hz 係十九世紀末為遷就當時意大利歌劇歌手嘅嗓音範圍,並非基於物理或生理優勢。當代受 432 Hz 吸引嘅聽眾多數係因為佢比 440 Hz 略低(約 31.8 cents,即三分一個半音),整體音色相對柔和,但任何兩個低約三分一半音嘅 tuning 都會有類似主觀感受。本工具支援由 380 Hz 至 500 Hz 之間任意調音參考。

點解十二平均律一個半音係 2^(1/12) ≈ 1.05946,唔係整數比?

因為要喺鋼琴/結他呢類「固定音高樂器」上面,所有 12 個調都聽起來一樣協調。古典時代用嘅「純律」(just intonation) 同「畢達哥拉斯律」用嘅是 3:2、4:3、5:4 等整數比,雖然單一個調聽落非常「純」,但轉調之後就走音。十二平均律係 J.S. Bach 時代普及嘅妥協方案:將八度(比例 2:1)平均分成 12 份,每份比例就係 2^(1/12)。咁樣大三度、純五度等同純律比都有少少誤差(純五度 12-TET 比純律低約 2 cents),但任何調聽落都同樣「協調」。現代電子調音器、MIDI、digital piano 全部默認 12-TET。

MIDI 編號用嚟做咩?最低同最高嘅音係幾多?

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)係 1983 年制定嘅電子樂器通訊標準。每個音用一個 0 至 127 嘅整數代表:MIDI 0 = C-1(極低,約 8.18 Hz,遠低於人耳聽覺下限)、MIDI 60 = C4(中央 C)、MIDI 69 = A4(440 Hz 調音參考)、MIDI 127 = G9(約 12,544 Hz)。鋼琴 88 鍵覆蓋 MIDI 21 (A0) 至 MIDI 108 (C8)。MIDI 編號通常配合 velocity(力度,0–127)一齊傳送,俾合成器、digital audio workstation(DAW)同電腦軟件用嚟記錄、編輯同播放音樂。

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