楽器用弦：素材、仕組み、種類と歴史

弦の仕組みと主な特性

弦が振動すると、主としてその長さ、単位長さ当たりの質量（ゲージ）、張力によって周波数が決まる定常波が生じる。太い弦、または重い弦ほど低い音高を出し、張力を増すか振動する長さを短くすると音高は高くなる。倍音と部分音は、弦の音色を構成する不可欠な要素である。技術的な詳細と実演については弦の振動を参照。

構造もさまざまである。プレーン弦は単一の芯線から成る一方、多くの巻弦では、過度に硬くすることなく質量を増すため、中心の芯線に細い金属線を巻き付ける。ゲージ、巻線の種類、芯材は、特定の楽器や音楽上の役割に合わせて選ばれる。例は弦の構造を参照。

種類、楽器、役割

弦の役割は、どのように振動を与えるかによって異なる。擦弦楽器（ヴァイオリン族）の弦では、継続的にエネルギーが与えられ、豊かな倍音が際立つ。撥弦楽器（ギター、ハープ）は速い立ち上がりと減衰を特徴とし、打弦楽器であるピアノでは、弦を打撃して駒と響板を介して音を出す。楽器には単弦、複弦、コース弦が用いられ、共鳴弦が響きを加える場合もある。楽器別の説明はギター、ハープ、ピアノ、ヴァイオリンを参照。

歴史的には、ガット弦が何世紀にもわたり標準的に使われた。19世紀以降は、音量と安定性を向上させる金属弦や巻弦の設計が広く普及した。ナイロンなどの合成素材は、一貫した性質と湿気への強さから、20世紀に人気を得た。発展の大きな流れは弦の歴史にまとめられている。

保守と選択も実用上の重要事項である。演奏者は、演奏性、音色、調弦の安定性の均衡を考え、ゲージと素材を選ぶ。弦は使用により腐食・摩耗するため、定期的な交換、適切な張力の設定、気候に応じた手入れが寿命を延ばす。また演奏家は、ハーモニクス、ヴィブラート、多様なアーティキュレーションなどの技法を用いて弦の音を形作る。

• 区分：擦弦、撥弦、打弦。
• 構造：プレーン弦と巻弦、単弦と複弦・コース弦、共鳴弦。
• 音響：音高は長さ、張力、質量の関数である。

弦を理解することは、物理学、材料科学、音楽実践を結び付ける。構造や設定のわずかな変化でも楽器の個性は明瞭に変わり得るため、弦の選択は技術的であると同時に芸術的な選択でもある。