木材声学特性：让家具和乐器一样，也发出美妙声音

互推小编 2024-02-22

木材不仅是家具的良材，也是制作乐器的好材料。住在木房子里，坐在实木家具上，听着木质乐器演奏的音乐，是不是件很惬意的事情？

很早以前，古人就学会了利用木材的声学特征，制造各种乐器。古代乐器中的木鱼、木梆、云板、三弦、月琴、琵琶等，都是用木材制作的。就是现代乐器中的钢琴、风琴、小提琴等，离开木材也无法成琴。

木材由管状细胞组成，具有很好的扩音共振特性。但不是所有的木材都适合制作乐器，只有共鸣性能较好的木材，才适合用在乐器上。钢琴、风琴的音板和小提琴的面板，常常使用云杉；小提琴的背板、边板和琴码常用槭木，弓杆常用苏木；三弦、琵琶的面板用泡桐，边板则常用鹅掌柴。

用在乐器上的木材，要求年轮均匀，材质致密，纹理通直。比如，云杉做小提琴面板时，最适宜的年轮宽度为2毫米，每相邻两厘米的年轮数目相差不得超过30%。另外，还要求周围的木材和靠近髓心部分的结构没有太大的差异，这样才能很好地传播高频率的声音而不变调，从而演奏出美妙的声调。

木材中有很多空隙，成为了声音的“跑道”，使声音很快从一个木材细胞传到另一个木材细胞。研究数据表明，声音在空气中每秒只跑330.7米，在铜金属中每秒跑3900米，在松木的顺纹方向，每秒可以跑5000米，横纹径向跑1450米，弦向跑850米。

现实的工作和生活中，经验丰富的技工用木棍的一端紧贴发动机，另一端靠住耳朵，就能象医生用听诊器一样，借助木材传送声音，从而检查或发现发动机是否有故障。不同的木材，在细胞结构上存在差异，传声性能也有强弱。对同一种木材来说，含水率的多少、材质密实程度和有无缺陷，都会影响它的传声特性。那些常在家具市场上走动的消费者，通过敲击木材所发出的声音，就能基本判断出家具所使用的材质。

以木材为音板的乐器，其发音效果的稳定性主要取决于木材的抗吸湿能力（尺寸稳定性）。这一点和木材在家具上的应用是一致的，一件好的实木家具，其耐用性也主要取决于木材的尺寸稳定性。空气湿度的变化会引起木材含水率的变化，进而造成木材声学性质的改变。特别是木材含水率过度增高时，会因振动效率的下降以及尺寸变化产生的内应力等原因，导致乐器音量降低，音色也受到严重影响。

木材不仅有很好的传声特性，吸声效果也不错。一般来说，坚硬、光滑、结构致密的材料吸声能力差，粗糙松软、具有相互贯穿内外微孔的多孔材料吸声能力强，而木材正好是一种多孔性材料。但木材表面经油漆（不再粗糙）后，吸声效果会下降到原来的1/2左右。尽管如此，以木质家具为主的居室，还是能提供比金属、塑料等家具更安静、回音更小的空间。

但木材的隔声性能并不算太好。同样厚度的墙壁，木材的隔声性能就不如其他建筑材料。材料的隔音性能，除了和声波的频率有关之外，主要依靠材料本身的质量，材料的质量越大，隔声效果就越好。从这点来看，密度普遍偏小的木材，如果单独使用，难以获得较好的隔声效果。但是，对于室内需要经常开启的隔声部件，比如门窗等，不可能制造得非常笨重，只有使用密度低、强重比大的材料，比如木材。

随着人们对木材声学特质研究的不断深入，在不久的将来，我们或许能让家具也发出和乐器一般美妙的声音。

[注：本文部分图片来自互联网！未经授权，不得转载！每天跟着我们读更多的书]