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本帖最后由 violinprince 于 2026-10-11 18:07 编辑
[学术研究 ] 小提琴背板能不能换别的木材制作?
资料来源: Vasile Ghiorghe Gliga,a Mariana Domnica Stanciu,b Silviu Marian Nastac,c,b and Mihaela Campean (2020),发表于《BioResources》(15(4))期刊。题为: Modal Analysis of Violin Bodies with Back Plates Made of Different Wood Species
因工作关系,笔者需要经常查找学术论文,机缘巧合,找到了一篇获多次引用,关于小提琴用木材替代可能的论文。在这里和业界先进,还有各位琴友分享。现试以新系列,并以笔者有限的转译能力总结点列,展示欧洲业界研究成果,希望增益华文提琴专业的文献参考。
小提琴的面板通常用云杉木(spruce, Picea abies)。背板(back plate)则通常用虎斑槭木(curly maple, Acer pseudoplatanus)。以云杉做面板,目前没有别的木材比得上。背板的选择就比较有弹性,可以考虑其他木材。国际提琴业界面对的问题是:虎斑槭的数量越来越少。加上家具业对虎斑槭有愈来愈高的需求。所以研究人员想尝试: 在欧洲的其他木材, 能不能取代虎斑槭来做背板?
实验方式
# 取样自七种木材,以每种木材两片制作面板。
# 14 片面板,大小一致。
# 把面板和背板配成对,组成 14 个琴体。琴体没有琴颈、琴桥和琴弦。
测试的七种背板木材
# x 虎斑槭(curly maple, Acer pseudoplatanus): 对照组 (Control Group),作比较标准。
# a 鹅耳枥(hornbeam, Carpinus betulus)
# b 核桃木(walnut, Juglans regia)
# c 白柳(willow, Salix alba)
# d 白蜡木(ash, Fraxinus excelsior)
# e 黑杨(poplar, Populus nigra)
# f 鸟眼枫(bird-eye maple, Acer saccharinum)
这些木材分两类。鹅耳枥、核桃木、白蜡木、鸟眼枫比较硬,密度跟枫木差不多。白柳和黑杨比较软,密度跟云杉差不多。
研究人员选木材时,最注重的是外观。研究人员没有特别挑选所谓音质好的木头。这一点必须注意。
测试方式
模态分析(modal analysis)。做法如下:
1.. 用小槌子敲一下木板或琴体。
2.. 用感测器记录木头怎么震动。
3.. 用电脑分析震动的频率,也就是声音的高低。
他们先测单片木板,再测组好的琴体。
量化指标如下
# 主频(dominant frequency):震动最强的那个音高。
# 最高频率(maximum frequency):琴体能发出的最高音高。
# 频谱成分数(number of spectral components):琴体能发出几种不同的震动。数量越多,音色越丰富。
# 品质因数(quality factor, Q):声音能延续多久。数值越高,余音越长。
四项指标各占 25%,每种木材打 5 到 10 分,再计算总分。
终极评分木材 | 总分 | 名次 | 鹅耳枥(hornbeam) | 9 | 第一 | 白柳(willow) | 9 | 第一 | 虎斑槭(curly maple) | 9 | 第一 | 白蜡木(ash) | 8.75 | 第二 | 核桃木(walnut) | 8 | 第三 | 鸟眼枫(bird-eye maple) | 8 | 第三 | 黑杨(poplar) | 6.25 | 第四 |
结论 1.. 鹅耳枥(hornbeam)和白柳(willow)最有潜力。白蜡木(ash)也很接近。这三种有机会取代虎斑槭(curly maple)。 2.. 黑杨(poplar)完全不适合。 3.. 核桃木(walnut)和鸟眼枫(bird-eye maple)表现不稳定。可能是木头内部不够均匀。 4.. 木板组成琴体后,声音特性会改变。背板的 Q 值下降得特别明显。
研究限制 研究人员自己也提到的几点限制,方便参考:
# 琴板厚度都一样。 实验为了方便比较,所有板子的形状和厚度完全相同。但真正的制琴师会调整每片板的厚薄来调音。所以实际结果可能不同。 # 提琴未完成。 琴体没有琴颈、琴桥、音柱(soundpost)和琴弦。还需要再测完整的琴。 # 取样样本太少。 每种木材只有两片。结论不能说是决定性的。 # 外观先决。 部分木材是为了好看才挑的。这会让结果不够一致。 # 人耳测试没有。 研究只看数字,没有实际演奏或聆听。数字好,不一定代表听起来就好。
即使如此,这也是相当有意思的研究,以下附上论文全部内容,各位意下如何?
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