Co sprawia, że ​​skrzypce są potężne?

Niektóre z najbardziej cenionych skrzypiec na świecie zostały wykonane we włoskich warsztatach Amati, Stradivari i Guarneri — mistrzów lutniczych rodzin z XVII i XVIII wieku, którzy produkowali coraz potężniejsze instrumenty. Te skrzypce, warte dziś miliony dolarów, reprezentują okres kremoński, uważany za złoty wiek lutnictwa.

Większość dźwięków wytwarzanych przez skrzypce i ich przodków przepływa przez obwód dziury dźwiękowej, a nie przez jej wnętrze.

Teraz naukowcy z MIT i lutnicy z bostońskiej North Bennet Street School przeanalizowali pomiary setek skrzypiec z epoki kremońskiej, identyfikując cechy, które przyczyniają się do ich mocy akustycznej lub pełni dźwięku.

Naukowcy pozyskali rysunki techniczne skrzypiec z muzeów, kolekcjonerskich baz danych i książek, a także zdjęcia rentgenowskie i skany CT instrumentów. Porównali wymiary różnych cech i pomiary rezonansów akustycznych w różnych instrumentach.

Naukowcy odkryli, że kluczową cechą wpływającą na dźwięk skrzypiec jest kształt i długość ich f-otworów, otworów w kształcie litery F, przez które ucieka powietrze: im bardziej są one wydłużone, tym więcej dźwięku mogą wytworzyć skrzypce. Wydłużony otwór dźwiękowy zajmuje niewiele miejsca na skrzypcach, a jednocześnie wytwarza pełny dźwięk – jest to bardziej energooszczędna konstrukcja niż zaokrąglone otwory dźwiękowe przodków skrzypiec, takie jak średniowieczne skrzypce i liry.

Tylna płyta skrzypiec również przyczynia się do ich mocy akustycznej. Wyrzeźbione z drewna skrzypce są stosunkowo elastyczne: ponieważ instrument wydaje dźwięk, jego korpus reaguje na wibracje powietrza. Grubsza płyta tylna zapewnia większą moc dźwięku przy częstotliwości rezonansowej powietrza.

Ponieważ skrzypce zostały stworzone najpierw przez Amati, potem przez Stradivari, a na końcu przez Guarneri, ewoluowały, aby mieć dłuższe otwory F i grubsze tylne płyty.

Ale czy zmiany w projekcie były celowe? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy stworzyli model ewolucyjny z pomiarów setek skrzypiec z epoki kremońskiej. Odkryli, że każdą zmianę w projekcie można wytłumaczyć naturalną mutacją — w tym przypadku błędem rzemieślnika.

Jeśli spróbujesz odtworzyć dziurę dźwiękową dokładnie z ostatniej, którą zrobiłeś, zawsze będziesz miał mały błąd, mówi Nicholas Makris, profesor inżynierii mechanicznej i oceanicznej w MIT. Tniesz nożem cienkie drewno i nie możesz tego idealnie uzyskać, a zgłaszany przez nas błąd to około 2 procent… zawsze w granicach tego, co by się stało… przypadkowo z przypadkowych wahań.

Makris podkreśla, że ​​chociaż wszyscy lutnicy bez wątpienia mieli dobre uszy, to czy rozpoznali poszczególne elementy projektu, które przyczyniają się do potężniejszego dźwięku, wciąż jest przedmiotem dyskusji.

Tajemnica jest dobra, a w lutnictwie jest magia, mówi. Ale tutaj, dla nas, dobrze jest zrozumieć naukowo tak dużo, jak to tylko możliwe.

ukryć