Затухающие колебания.

При изготовлении музыкального инструмента высокого качества рекомендуется использовать старую древесину, которая должна быть выдержана в течение десятков или даже сотен лет. Установлено, что «старая древесина способна создавать более стабильные звуковые спектры при изменении условий внешней среды». Утверждается, что плотность древесины, модуль упругости, акустическая константа меняются циклически по синусоидальному закону в зависимости от года рубки, т. е. от возраста срубленной древесины (рисунок 1). Данная синусоидальная зависимость, в свою очередь, обусловлена циклами солнечной активности. Линейная зависимость жёсткости (модуля упругости) от плотности древесины у старой и современной древесины различна, и при равной плотности жёсткость старой древесины выше.

Год рубки древесины

Рисунок 13 – Связь плотности древесины ели с возрастом

Деки музыкальных инструментов при изготовлении из старой и современной древесины, настроенные на определённую частоту, будут иметь разную толщину и массу (меньшая у старой древесины). Уменьшение массы влечёт за собой уменьшение инертности и увеличение коэффициента затухания, а значит, звучание конкретной ноты становится более компактным. Скрипачка Галина Баринова приводит сравнение звучания скрипок «Страдивари» и современной: «При исполнении быстрых пассажей скачущим смычком (приём «рикошет») звуки из скрипки Страдивари сыплются как горошины, а у современных инструментов каждая такая горошина как бы имеет хвостик». Таким образом, по мнению музыканта, у современной скрипки последующий звук накладывается на ещё не отзвучавший предыдущий. С точки зрения физики, это легко объяснить именно разными значениями декремента затухания.

В середине 20 века А. В. Римский-Корсаков предложил оценивать древесину с конкретным значением акустической константы К по показателю потенциального излучения:

, (7)

где δ – декремент затуханий.

У современной древесины с увеличением жёсткости декремент затухания экспоненциально убывает, а у старого материала, помимо того, что значения δ выше на 15-42%, зависимость от жёсткости более сложная (с минимумами и максимумами). Большие значения декремента способствуют более равномерному и непрерывному спектру частот звукового диапазона излучения деки и снижают излучение высоких частот. В спектре излучения старого инструмента и в субъективных ощущениях слушателей зона 1,2 кГц становится преобладающей. Музыканты в таком случае говорят о наличии у инструмента «глубокого итальянского тембра» и повышенной «носкости» звука, т. е. способности покрывать всё пространство зала и выделяться на фоне большого оркестра.

Список используемой литературы:

1. Курс физики: учебное пособие для студентов втузов/ А.А. Детлаф, Б.М. Яворский

2. Курс физики: учебное пособие для студентов вузов/ Р.И. Грабовский

3. Краткий курс физики: Т.И.Трофимова

4. Древесиноведение и лесное товароведение: Учебник для лесотехнических вузов/ Б.Н. Уголев

5. Швамм, Е.Е. Древесиноведение: учебное пособие/ Е.Е. Швамм

6. Введение в физику полимеров / Н.И. Перепечко

10