小提琴作坊

云杉是乐器制作的上好材料

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为什么只有有限的云杉属(Picea)木材能够满足乐器材性能作音板呢?弦类乐器,如提琴、吉他,音响的发射主要是由乐器的面板产生,而钢琴却是由音板产生的。这些发音材料往往主要由云杉属中德国云杉(Picea genus)、A kaezom atsu和美国西加云杉等纹理通直、无节疤和裂纹的优良材料制作。

提琴的背板一般是由槭木等外观花纹漂亮的材料制作而成。钢琴的音板上胶贴一块与音板纹理相垂直的木条作肋板,肋条通常是纵径材。提琴的面板即音板制作时考虑了提琴的形状、音孔、琴马、板的厚度分布、拱型和木材切削方向等因素。可以想象这其中木材质量的好坏直接会影响乐器的发声质量,实木板材的频谱特性是其制作弦类乐器音板的重要基础,因此,找出不同木材频谱性能的差别、区分乐器材和其它木材,搞清它们声振动性能上的差别十分重要。

关于提琴木材频谱特性的研究已有许多报道,这些木材之所以能够制作乐器的面板,一般认为它们纵向都具有比较高的比动弹性模量和较低的内摩擦,相反,作背板的木材纵向振动性能可以差些,但必须具有较优良的外观质量。实际上与纵向相垂直的径向也必须具有良好的振动特性,因为木材所切削的面一般都是纵径向的。

径向木材在发声中的角色和产生的影响人们研究很少,根据频谱响应的研究结果发现,各向异性的材料适宜于乐器的制作,主要原因在于各向异性的材料相应地高频纵向弹性模量高而低频径向弹性模量低,这样的板材可以有很宽的频谱响应,而且,随着纵向比动弹性模量的增加,材料频谱响应的范围更大。

由于材料内部的剪切作用,在高频部分频响强度的水平会下降。木材作为一个各向异性和多孔性的材料,其中尤以云杉属木材质量轻、比动弹性模量最大、内摩擦较小,具有最强的各向异性,在中等频率范围内具有较高水平的频响特性,这就是为什么只有有限的云杉属木材能够满足乐器材性能作音板的原因。

综合分析它们之间的关系,找到木材解剖构造与动态常量之间存在的规律的工作尚未开展。根据人们的普遍认识,云杉是乐器制作的上好材料,久保岛吉贵先生选用挪威不同地区生长的具有80年树龄的挪威云杉木材对其振动性能进行了测定。他量取了试件的年轮宽、晚材率等构造参数,然后又分别测定了它们的振动特性。

通过实验发现:木材的密度、纤维素的结晶度与木材年轮宽度呈负相关,因为年轮较窄,使得木材晚材率大,木材密度大。弹性模量与木材的密度、纤维素结晶度呈正相关,而与微纤丝夹角呈负相关。因此,生长速度缓慢的木材,具有较大的密度和结晶度、较小的微纤丝夹角,这样使得材料的弹性模量较大,适宜于乐器的制作。同时他还发现损耗角正切与其它振动性能间关系并不显著。

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在瑞典中部发现了一棵有近万年树龄的云杉,据考证这棵云杉是目前世界上现存的最古老的树。在位于瑞典达拉那的浮露山上发现了一棵携带有9550年前遗传物质的云杉。早在公元前7542年就已经开始生根了。

2017 年 9 月 14 日 阅读:(1,049)
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