木材不僅是家具的良材,也是制作樂器的好材料。住在木房子里,坐在實(shí)木家具上,聽著木質(zhì)樂器演奏的音樂,是不是件很愜意的事情?
很早以前,古人就學(xué)會(huì)了利用木材的聲學(xué)特征,制造各種樂器。古代樂器中的木魚、木梆、云板、三弦、月琴、琵琶等,都是用木材制作的。就是現(xiàn)代樂器中的鋼琴、風(fēng)琴、小提琴等,離開木材也無法成琴。
木材由管狀細(xì)胞組成,具有很好的擴(kuò)音共振特性。但不是所有的木材都適合制作樂器,只有共鳴性能較好的木材,才適合用在樂器上。鋼琴、風(fēng)琴的音板和小提琴的面板,常常使用云杉;小提琴的背板、邊板和琴碼常用槭木,弓桿常用蘇木;三弦、琵琶的面板用泡桐,邊板則常用鵝掌柴。
用在樂器上的木材,要求年輪均勻,材質(zhì)致密,紋理通直。比如,云杉做小提琴面板時(shí),最適宜的年輪寬度為2毫米,每相鄰兩厘米的年輪數(shù)目相差不得超過30%。另外,還要求周圍的木材和靠近髓心部分的結(jié)構(gòu)沒有太大的差異,這樣才能很好地傳播高頻率的聲音而不變調(diào),從而演奏出美妙的聲調(diào)。
木材中有很多空隙,成為了聲音的“跑道”,使聲音很快從一個(gè)木材細(xì)胞傳到另一個(gè)木材細(xì)胞。研究數(shù)據(jù)表明,聲音在空氣中每秒只跑330.7米,在銅金屬中每秒跑3900米,在松木的順紋方向,每秒可以跑5000米,橫紋徑向跑1450米,弦向跑850米。
現(xiàn)實(shí)的工作和生活中,經(jīng)驗(yàn)豐富的技工用木棍的一端緊貼發(fā)動(dòng)機(jī),另一端靠住耳朵,就能象醫(yī)生用聽診器一樣,借助木材傳送聲音,從而檢查或發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)是否有故障。不同的木材,在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上存在差異,傳聲性能也有強(qiáng)弱。對(duì)同一種木材來說,含水率的多少、材質(zhì)密實(shí)程度和有無缺陷,都會(huì)影響它的傳聲特性。那些常在家具市場(chǎng)上走動(dòng)的消費(fèi)者,通過敲擊木材所發(fā)出的聲音,就能基本判斷出家具所使用的材質(zhì)。
以木材為音板的樂器,其發(fā)音效果的穩(wěn)定性主要取決于木材的抗吸濕能力(尺寸穩(wěn)定性)。這一點(diǎn)和木材在家具上的應(yīng)用是一致的,一件好的實(shí)木家具,其耐用性也主要取決于木材的尺寸穩(wěn)定性??諝鉂穸鹊淖兓瘯?huì)引起木材含水率的變化,進(jìn)而造成木材聲學(xué)性質(zhì)的改變。特別是木材含水率過度增高時(shí),會(huì)因振動(dòng)效率的下降以及尺寸變化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力等原因,導(dǎo)致樂器音量降低,音色也受到嚴(yán)重影響。
木材不僅有很好的傳聲特性,吸聲效果也不錯(cuò)。一般來說,堅(jiān)硬、光滑、結(jié)構(gòu)致密的材料吸聲能力差,粗糙松軟、具有相互貫穿內(nèi)外微孔的多孔材料吸聲能力強(qiáng),而木材正好是一種多孔性材料。但木材表面經(jīng)油漆(不再粗糙)后,吸聲效果會(huì)下降到原來的1/2左右。盡管如此,以木質(zhì)家具為主的居室,還是能提供比金屬、塑料等家具更安靜、回音更小的空間。
但木材的隔聲性能并不算太好。同樣厚度的墻壁,木材的隔聲性能就不如其他建筑材料。材料的隔音性能,除了和聲波的頻率有關(guān)之外,主要依靠材料本身的質(zhì)量,材料的質(zhì)量越大,隔聲效果就越好。從這點(diǎn)來看,密度普遍偏小的木材,如果單獨(dú)使用,難以獲得較好的隔聲效果。但是,對(duì)于室內(nèi)需要經(jīng)常開啟的隔聲部件,比如門窗等,不可能制造得非常笨重,只有使用密度低、強(qiáng)重比大的材料,比如木材。
隨著人們對(duì)木材聲學(xué)特質(zhì)研究的不斷深入,在不久的將來,我們或許能讓家具也發(fā)出和樂器一般美妙的聲音。
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