ویژگیهای ارتعاشی چوب و کوک کردن صفحات ویولن (۶)

ویژگیهای آکوستیکی و مکانیکی چوب (جرم، مقاومت و سفتی، اصطکاک درونی):

جدول ۱- ۱: چگالی (کیلوگرم بر متر مکعب، ارائه شده توسط Haines به سال ۲۰۰۰)

جدول ۲- ۱: مقاومت (سفتی) (استاندارد خاصیت کششی، گرم پاسکال، یک گرم پاسکال برابر با kg/mm2 100 است، ارائه شده توسط Haines به سال ۲۰۰۰)

جدول۱-۳ اصطکاک درونی با توجه به قاعده bandwidth ها در فرکانس های پائین (۱۰۰۰- ۲۰۰ هرتز) و در فرکانس های بالا (۱۵۰۰۰- ۱۰۰۰۰ هرتز) برای تکه چوبهای باریک در جهت طول و عرض برش خورده است.

(bandwidth B Hz at frequency F kHz, B = F x log decrement x 3. 14, calculated from Haines’ data)

انجام دادن آزمایش بر روی تکه چوبهای باریک و ویژگیهای چوب:

یک صفحه چوبی دارای سه ویژگی مکانیکی است:

۱- مقاومت وحالت ارتجاعی

۲- وزن مشخص

۳- اصطکاک

جالب است که بدانیم چطور این سه ویژگی مکانیکی یعنی وزن، مقاومت و اصطکاک درونی می توانند ویژگیهای ارتعاشی (آکوستیکی) صفحه را تعین کنند. یک راه برای دانستن این مطلب آزمایش کردن بر روی قطعات چوبی باریک است. (تصویر۱۰- ۱).

اغلب این تکه های چوبی دارای طولی برابر با ۱۰۰ میلی متر، عرض ۱۰ و ضخامت سه میلی متر می باشند و همانطور که در تصویر ۹-۱ ملاحظه می کنید، این تکه های چوبی در جهت طول و عرض رگه ها برش خورده اند.

اولین فرکانس مرتعش شده در یک تکه چوب می تواند ملاکی برای ویژگیهای کشسانی (elastic) آن باشد. البته حالتهای کشسانی مختلف، بوسیله فرکانس مرتعش شده، ابعاد هندسی و وزن تکه چوبی، قابل محاسبه هستند. با توجه به اینکه صدای ایجاد شده ازطریق ضربه زدن به چوب، کوتاه و ضعیف است اما می توان فرکانس بازتاب شده از چوب را به روش ضربه زدن مشخص کرد. در هر حال روش کلادنی از بقیه روشها، اجرایی تر و بهتر است.

برای انجام آزمایش به روی تکه های چوبی، قطعات را بر روی پایه های لاستیکی گوه مانند قرار می دهند. برای گرفتن اولین ارتعاش (پائین ترین فرکانس) این گوه ها باید به فاصله ۴/۲۲% از طول تکه چوبی قرار گرفته و در مرحله بعد بوسیله بلندگو و تولید صدا تکه های چوبی در معرض ارتعاش قرار می گیرند، در این حالت فرکانس صدا باید به اندازه ای باشد که بتواند ذرات ریز و خرد را به حرکتی فعال درآورده تا پائین ترین فرکانس مرتعش شده ثبت و بدست آید.

همچنین با استفاده از روشهای آزمایشگاهی می توان اصطکاک درونی و مقاومت چوب را اندازه گرفت. نمونه هایی از حالتهای کشسانی مربوط به ارتعاشات در جهت طول و عرض به همراه تغییر شکل یافتن در جهت طول را می توانید در تصاویر ۱-۱ و ۳-۱ ملاحظه کنید.

ویژگیهای چوب و صفحات:

صفحه مستطیل شکل تصویر ۴-۱ را می توان به عنوان یک تکه چوب برش خورده در جهت طول و عرض رگه ها در نظر گرفت. این صفحه به ما خطوط نودالی را نشان می دهد که مطابق با خطوط نودال ایجاد شده در تکه چوبهای باریکی هستند که آنها نیز در جهت طول و عرض رگه ها برش خورده اند.

همانطور که در تصویر ۴-۱ می بینید، اگر ما یک صفحه در اندازه اصلی داشته باشیم، بین ارتعاشات ایجاد شده در جهت طول و عرض رگه ها ارتباط وجود دارد و معمولا ً خطوط نودال موجود در آنها بصورت خمیده می باشد. با روش ضربه زدن می توان فرکانس های رزونانس را بدست آورد. در هر حال فرکانس های رزونانس خطوط نودال و آنتی نودها به راحتی با روش کلادنی قابل تشخیص می باشند.

تصویر ۱۱-۱. الگوهای خطوط نودال معمولی برای چوب اسپروس و افرا. در دو حالت فرکانس بالاتر یعنی ۷۸ و ۱۱۳ هرتز، فرکانس صفحه افرا در مقایسه با صفحه اسپروس برعکس می باشد. (ارائه شده از Beldie به سال ۱۹۶۵)

این اندازه ها ممکن است نتایجی به مانند تصویر ۱۱-۱ به ما ارائه دهد. پائین ترین رزونانس دارای دو خط نودال صلیبی شکل می باشد. در دومین رزونانس، خطوط نودال صفحه به صورت میله های پهن در جهت عرض رگه ها و در سومین رزونانس جهت این خطوط نودال تغییر می کند و در جهت طول رگه ها می باشد.