邹孝廉 徐守春 董瑾：木材-木材的基本性质-木材传声性能 240520

木材的基本性质-木材传声性能

文/ 邹孝廉 徐守春 董瑾

图文处理/ 梁锐祥（星海音乐学院）等

来源/ 中国轻工业出版社

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1．木材的声学性能与木材的弹性、密度和结构有直接关系。

    在乐器生产中，有经验的工人常用手指节或木槌敲击木材，使木材振动发音听其声音的高低和音色的好坏。借此选择优质的材料或确定合理的规格尺寸。如若制造一把较好的小提琴，在选择时，除了观察年轮宽窄，纹理顺直程度，结构粗细等因素外，还要听声音如何，通过敲击，容易振动，声音出得来，并且响亮而厚实，这就是一块制作小提琴的好材料。相反地，发出声音紧，出不来，说明此材料弹性差，不易振动，不适宜制作小提琴。又如制作一台木琴，其声音好坏与音条的材质弹性有关，目前生产的木琴都是用硬木制作的。常见的硬木有红木、花梨木这些木材颜色差别不大，都是红褐色，结构粗细差不多，但是它们振动时固有频率和出音易否不同，工人师傅就凭借敲击听声音的办法来识别挑选木材。因此，利用敲击木材，使其振动发音来鉴别木材声学特性，是识别乐器木材的很重要的方法。这种方法要经过长期的实践才能掌握，做到熟能生巧。

    2．影响木材传声速度的因素

    (1)在木材中声传递的速度与弹性模量E的平方根成正比。

    (2)与密度p的平方根成反比。这就是说，声音取决于木材的刚度与密度。

计算公式

式中  υ——在木材中声传递速度

       E——木材弹性模量

       P——木材密度

    (3)试验证明，通过木材的声速随木材含水率的增加而降低。

    (4)声音在木材中传递速度是随木纹方向不同而变化的。顺纹方向传递速度大于横纹方向，横纹方向又分径向和弦向，径向传递速度大于弦向传递速度。例如松木顺纹方向传声速度5000m／s，径向为1450m／s，弦向为850m／s，再次说明木材传声性能是各向异性。

    (5)木材传声性能与有无缺陷有关，木材缺陷影响传声速度。

由于声波在木质音板中传播，顺纹方向比横越年轮要快得多。这种情况能够造成音板振动的不均匀性，因此，钢琴音板要靠肋木的帮助，但这些肋木还是不能完全消除在整个音板平面上声波传播的不均匀性。

    曾试用以其他更均匀的材料来代替木材。如曾试用各种金属、塑料，甚至羊皮纸作音板的材料。所有这些试验都没有获得良好的效果。

肋木用来加强共振板的硬度，并把声波传向音板的全部面积。肋木是音板不可缺少的部分，用料的要求与共振板相同。