Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

En afrikansk violin? Ny undersøgelse tester, hvilke oprindelige skove kunne lave en

De to violiner konstrueret af forskerne. Kredit:Martina Meincken

Tonewoods er træsorter, der besidder visse ønskværdige egenskaber, der gør dem egnede til fremstilling af musikinstrumenter, såsom træblæsere eller strengeinstrumenter - som en fløjte eller en violin. Ethvert godt tonetræ skal skæres radialt, hvilket betyder, at linjerne dannet af årringene er perfekt parallelle på overfladen. Den skal have en jævn kornstruktur, være fejlfri og ikke krympe eller svulme mærkbart ved miljøændringer.

Verdens violiner er for det meste lavet af gran og ahorn tonewood, træer dyrket på den nordlige halvkugle. Men hvad hvis oprindelige afrikanske skove fra den sydlige halvkugle blev brugt til at skabe en afrikansk violin? Vi gik i gang med at teste kontinentets oprindelige skove og fandt ud af, at fire træsorter ikke bare kunne fungere, men fungere godt. Så lavede vi to komplette violiner af dem for at teste deres lyd.

Hvad er det rigtige træ til en violin?

Soundboards er en del af violinens krop. De er lavet af træ, der skal give genlyd ved at forstærke svingningen – vibrationen – af strengeinstrumenter. De skal være lette, men stive nok til at modstå spændingen i strengene og skal forplante lyden godt i retning af træets åre. Hvis træets tæthed ikke er ens overalt, kan lydbølgerne blive spredt. Dette burde gøre (sub)tropiske træsorter til gode kandidater til klangbund, fordi manglen på markante vækstsæsoner resulterer i træ med knap synlige årringe og få tæthedsvariationer.

Violiner af høj kvalitet er dog lavet af den samme træsort verden over:gran som klangbund (topplade) og ahorn som rammeplade (bagside). Mens guitarproducenter ser ud til at være mere eventyrlystne i at bruge alternative træsorter, har violinproducenter en tendens til kun at bruge disse traditionelle træsorter. Træ af god kvalitet kommer typisk fra koldere egne, som Canada eller de europæiske alper, hvor træerne vokser langsommere, hvilket resulterer i en ensartet træstruktur med færre tæthedsudsving.

Klangpladen på forsiden af ​​violinen skal transmittere lyd godt, mens rammepladen på bagsiden skal have et højt, elastisk modul for at give støtte til klangbundet, mens det stadig udstråler lyd godt. Begge dele bør have en forholdsvis lav tæthed for at undgå unødig vægt, hvilket ville gøre det ubehageligt at spille på instrumentet.

Baseret på alle disse krav karakteriserede vores forskerhold flere træsorter fra det sydlige Afrika for at identificere mulige alternativer til violinfremstilling. Vi besluttede til sidst, at Yellowwood (Podocarpus latifolius) og Knysna Blackwood (Acacia melanoxylon – som strengt taget ikke er oprindeligt hjemmehørende, men er blevet etableret i de naturlige skove i den sydvestlige del af Sydafrika siden begyndelsen af ​​1900-tallet) ville være velegnede som klangbund. Indfødte i Vestafrika, Sapele (Entandrophragma cylindricum) og Hardpear (Olinia ventosa) fra Sydafrika var bedst egnede som rammebrædder.

Lyt til de afrikanske trævioliner her.

Test den afrikanske violin

Hannes Jacobs er en professionel luthier fra Pretoria, Sydafrika. En luthier er en, der bygger strengeinstrumenter. Han gik med til at lave en violin i fuld størrelse fra Yellowwood og Sapele. Vi ønskede at sikre, at kvaliteten af ​​instrumentet ville være sammenlignelig med kommercielle instrumenter af god kvalitet.

Lydkvaliteten af ​​dette instrument, kaldet "Afrikansk violin", blev derefter sammenlignet med en violin lavet af traditionelle træsorter af den samme luthier, med samme metode. Begge instrumenter blev spillet af den samme spiller med den samme bue.

Lydkvaliteten af ​​de to violiner blev bestemt ved at optage lydfrekvensspektre - intervaller - af forskellige enkelte toner for at analysere de mærkbare overtoner. Dette er en musikalsk tone, som er en del af den harmoniske serie over en grundtone. En god lydkvalitet består generelt af mange harmoniske ved højere frekvenser.

Den afrikanske violin blev spillet af forskellige musikere ved forskellige lejligheder, og alle var enige om, at dens lyd er helt anderledes end de fleste andre violiners. Den generelle vurdering var, at den har en meget fyldig, kraftfuld lyd med et stærkt lavere register, der projicerer godt gennem rummet.

Den afrikanske violins resonansfrekvenser er synligt forskellige fra den konventionelle violins. Den har stærkere harmoniske i lavfrekvensområdet, hvilket resulterer i en fyldig lyd, der bærer godt. Den viser også flere overtoner ved højere frekvenser. For frekvenser over 3 kHz viser den afrikanske violin klart højere amplituder, hvilket giver den en noget hård klang, hvorimod de lavere amplituder på den konventionelle violin giver en blødere lyd. Den afrikanske violin er nok bedre egnet til moderne eller jazzmusik.

De fysiske egenskaber ved det træ, der blev brugt til den afrikanske violin, antydede, at det kan udstråle lyd mindre godt i højfrekvensområdet end grantræ. I modsætning til denne forventning viser den afrikanske violin større resonanstoppe ved høje frekvenser end den konventionelle violin. Resonansspidser er på de frekvenser, hvor lydpladen svinger mest, og de komponerer de musikalske toner, du hører. Jo flere resonansfrekvenser der kan høres, desto fyldigere er lyden.

For at opsummere

Resultaterne af vores undersøgelse viser, at afrikanske træsorter klart er velegnede til at blive brugt som tonetræer i violiner. De er i stand til at producere et instrument med en smuk, men lidt anderledes lyd.

Den afrikanske violin har en markant stærkere klang i de lavere frekvenser, der bærer meget godt gennem rummet. Den viste også flere harmoniske med højere amplituder i de høje frekvenser, hvilket giver den en hårdere lyd end den konventionelle violin. Yellowwood og Sapele kan bruges til at lave strengeinstrumenter med en klangfuld, stærk lyd.

Varme artikler