Что такое звукопроводность древесины: основные понятия и влияние на звукоизоляцию

Внешний вид

Цвет — это самое важное свойство, характеризующее внешний вид древесины. Он зависит от зрительного ощущения, на которое в свою очередь непременно влияет спектр отражаемых световых потоков.. Каждая порода древесины отличается друг от друга окраской

На окраску также влияют и другие факторы. Например, возраст дерева и климатическая зона его произрастания. Цвет древесины в некоторых случаях может и изменяться. Так, если дерево долго находиться на свежем воздухе или же на солнце, то его цвет может стать более темным. Окраска может измениться также из-за некоторых видов грибов или длительного нахождения в воде. Но, несмотря на изменчивость расцветки древесины, ее оттенок нередко служит отличительной чертой той или иной породы.

Каждая порода древесины отличается друг от друга окраской. На окраску также влияют и другие факторы. Например, возраст дерева и климатическая зона его произрастания. Цвет древесины в некоторых случаях может и изменяться. Так, если дерево долго находиться на свежем воздухе или же на солнце, то его цвет может стать более темным. Окраска может измениться также из-за некоторых видов грибов или длительного нахождения в воде. Но, несмотря на изменчивость расцветки древесины, ее оттенок нередко служит отличительной чертой той или иной породы.

Блеск также играет очень большую роль. По сути, блеск это всего лишь наличие у древесины способности целенаправленно отражать от себя световые потоки. Наибольший блеск среди деревьев, произрастающих на территории России, наблюдается у дуба.

Кроме того у любой древесины есть структура, т.е. особый рисунок, который образуется на ее поверхностях после того как анатомические элементы были перерезаны.

▍ Функциональные блоки устройства:

Стандартные схемы защиты от статических разрядов и перенапряжений по входу и выходу на двух диодах — на землю и плюс питания. Диоды включены так, что напряжение питания создаёт обратное смещение. Пока всё хорошо, диоды закрыты. Но когда через входной или выходной разъём придёт недопустимое напряжение, диоды благополучно зашунтируют его на цепи питания, и педаль не пострадает.
Входной тонкорректирующий повторитель, в режиме обхода превращающийся в просто повторитель, когда инвертирующий вход операционного усилителя закорачивается полевым транзистором с выходом. Также на схеме присутствует пустое место для резистора, задающего коэффициент усиления.
Активный полосовой фильтр средних частот, регулируемый ручкой Character или Voice. Задаёт характер звучания для имитации усилителей Fender разных поколений. Настроен на 500 Гц. Для сравнения, в педалях из этих же серий, имитирующих Vox (AC Tone, Liverpool) фильтр настроен на 450 Гц, Marshall (British) — 1 кГц.
Усилитель с перегрузом (овердрайвом), регулируемый ручкой Drive.
Первый фильтр кабсима — эмуляции гитарного громкоговорителя, в данном случае 12-дюймового Jensen.
Второй фильтр кабсима. Операционные усилители (ОУ) обоих фильтров работают в режиме буфера — повторителя.
Трёхполосный эквалайзер — регулятор тембра на активных фильтрах с частотнозадающими цепями в обратной связи ОУ. Заметим, что регулятор уровня выходного сигнала Level включен не на выходе, а на входе эквалайзера.
Выходной буфер-повторитель.
Триггеры управления буферизованным обходом, (buffered bypass), перебрасывающиеся по нажатию кнопки. Решение очень популярное, встречающееся во многих педалях гитарных эффектов — «примочках». В педалях-клонах от Joyo, Ammoon и Harley-Benton обход не буферизованный, а истинный, (true bypass), когда выход без каких-либо буферов и регуляторов соединён с входом, всё остальное отключено. Переключается этот истинный обход без щелчка в выходном сигнале, что очень хорошо, и для опытов, и для записей и выступлений.
Схемотехнический узел, выполняющий три важных функции: разделение резисторами сигнальной и питающей земель, что просто обязательно для чувствительных инструментальных входов, защиты стабилитроном от превышения питающего напряжения и формирования резистивным делителем средней точки для операционных усилителей.

Итак, педаль предусилителя Ammoon American Sound полностью аналоговая, помещается на стол под камерой вместе с образцами дерева, прекрасно видны положения всех регуляторов. Может непосредственно получать сигнал с пьезозвукоснимателя и отдавать его звуковой карте. То есть, в этом компактном корпусе имеем весь набор фильтров гитарного тракта в виде, максимально удобном для сегодняшнего эксперимента.

Испытуемую дощечку не буду держать в руке, а положу на подушечку. Во-первых, чтобы одна рука была свободна крутить ручки, пока вторая стучит молотком. Во-вторых, чтобы исключить влияние хвата на звук. В этом и последующих опытах каподастр будет строго по краю дощечки, чтобы его влияние на сигнал звукоснимателя было минимальным.

Сегодня рассмотрим несколько образцов дерева с самым характерным звучанием, все из числа наших старых добрых знакомых.

звукоизолирующая и звукопоглощающая способность древесины

Звукоизолирующая способность древесины характеризуется ослаблением давления прошедшего через нее звука. Звуковое давление возникает в газовой или жидкой среде при прохождении звуковых волн. Величина его может изменяться в очень широких пределах, поэтому для оценки уровня звукового давления применяют логарифмическую шкалу, в которой за начало отсчета принято давление на пороге слышимости. Уровень звукового давления измеряется в относительных логарифмических единицах — децибеллах. Для примера укажем, что уровень звукового давления, соответствующего обычному разговору, равен 60 дб, уличному шуму — 70—80 дб. При давлении 120 дб в слуховом аппарате человека возникают болевые ощущения.

Величина звукоизоляционной способности древесины может быть оценена по разнице уровней звукового давления перед и за перегородкой из древесины. Оценка звукоизоляционной способности материала часто также производится по относительному уменьшению силы звука, называемому коэффициентом звукопроницаемости. Так, при толщине 3 см звукоизоляция сосновой древесины составила 12 дб, коэффициент звукопроницаемости – 0,065, для дубовой древесины при толщине 4,5 см — соответственно 27 дб и 0,002.

По действующим строительным нормам звукоизоляция стен и перегородок должна быть не ниже 40 дб, междуэтажных перекрытий — 48 дб. Отсюда видно, что звукоизолирующая способность массивной древесины сравнительно невысока. Способность древесины поглощать звук вызвана рассеянием звуковой энергии в структурных полостях и необратимыми тепловыми потерями вследствие внутреннего трения. Строгое определение звукопоглощающей способности материалов сопряжено со значительными трудностями. Для практических целей используют коэффициент звукопоглощения, представляющий собой отношение звуковой энергии, теряемой в материале, к энергии плоской падающей волны. Коэффициент звукопоглощения сосновой перегородки толщиной 19 мм в диапазоне частот 100—4000 гц находится в пределах 0,081—0,110.

Роль звукопроводности в звукоизоляции

Звукопроводность древесины играет важную роль в создании эффективной звукоизоляции. Звукопроводность определяет способность материала передавать звуковые колебания. Чем выше звукопроводность, тем легче звуковые волны проникают через материал.

При проектировании помещений с высокими требованиями к звукоизоляции, такими как студии записи, концертные залы или звукозаписывающие студии, важно выбирать древесину с низкой звукопроводностью. Для этого применяются различные методы, такие как использование материалов с высокой плотностью или со специальными акустическими свойствами

Одним из основных параметров, влияющих на звукопроводность древесины, является ее плотность. Чем выше плотность древесины, тем ниже звукопроводность. Это объясняется тем, что более плотные материалы могут эффективно поглощать и отражать звуковые волны, не допуская их проникновения в другие помещения.

Помимо плотности, к звукопроводности древесины также влияют физические свойства материала, такие как его упругость и вязкость. Упругие материалы могут эффективно передавать звуковые волны, тогда как вязкие материалы могут поглощать и затушевывать звуковые колебания.

Необходимо учитывать, что звукопроводность древесины может быть разной в зависимости от частоты звука. Некоторые материалы могут эффективно изолировать низкие частоты, но быть менее эффективными при высоких частотах. Поэтому при выборе древесины для звукоизоляции необходимо учитывать специфические требования помещения и виды звуков, с которыми нужно справиться.

Важным аспектом в создании эффективной звукоизоляции является также правильная установка и соединение материалов. Правильные конструкционные решения и тщательная установка могут значительно улучшить звукоизоляционные свойства древесины.

В заключение, звукопроводность древесины играет важную роль в звукоизоляции. Выбор древесины с низкой звукопроводностью и правильное соединение материалов помогут создать эффективную звукоизоляцию и обеспечить комфортное звуковое окружение.

Влияние плотности на звукопроводность древесины

Плотность является одним из основных параметров, влияющих на звукопроводность древесины. Чем выше плотность материала, тем хуже он сопровождает звуковые волны и тем хуже пропускает звук. Это связано с тем, что более плотная материя обладает меньшей способностью колебаться и поглощать звуковую энергию.

Существует прямая зависимость между плотностью древесины и ее звукопроводностью. Материалы с высокой плотностью, такие как экзотические породы дерева, обычно обладают более низкой звукопроводностью. С другой стороны, материалы с низкой плотностью, такие как бальзовое дерево, имеют более высокую звукопроводность.

Плотность древесины также определяется ее структурой. Древесина состоит из волокон, которые могут быть упакованы более плотно или менее плотно в зависимости от породы и условий роста дерева. Волокна, упакованные плотнее, создают более плотный материал, который имеет более низкую звукопроводность.

Звукопроводность древесины также может быть увеличена или снижена различными методами обработки и обработки материала. Например, сушка древесины может повысить ее плотность и, следовательно, снизить звукопроводность. Кроме того, некоторые специальные обработки, такие как нанесение специальных покрытий или введение добавок, могут снизить звукопроводность древесины.

В целом, плотность является важным параметром, который нужно учитывать при выборе древесины для звукоизоляционных и акустических задач. Более плотная древесина будет лучше справляться с задачей звукоизоляции, в то время как менее плотная древесина может быть предпочтительна для создания резонансных и акустических эффектов.

Области применения звукопроводной древесины

Звукопроводная древесина, также известная как щиты из звукопроводной древесины, применяется в различных областях, где требуется эффективная звукоизоляция. Это специальный вид древесины, который обладает высокими звукопроводящими свойствами, что позволяет ему поглощать и удерживать звуковые волны. Вот некоторые области, где широко используется звукопроводная древесина:

Строительство и ремонт: Звукопроводная древесина используется для создания звукоизоляционных стен, потолков и полов в коммерческих и жилых зданиях. Она может быть использована в различных помещениях, таких как кинотеатры, концертные залы, студии звукозаписи, офисы и квартиры, чтобы предотвратить проникновение шума извне или перекрывать шум внутренних источников.
Производство музыкальных инструментов: В силу своих звукопроводящих и звукоизолирующих свойств, звукопроводная древесина является ценным материалом для создания различных музыкальных инструментов, включая гитары, фортепиано, скрипки и другие струнные и духовые инструменты. Она может влиять на тембр и качество звука инструмента.
Звукозапись и радио: Звукопроводная древесина используется для создания звукоизолирующих студий и помещений для записи аудио и проведения радиопередач. Она помогает предотвратить проникновение внешних шумов и обеспечить высокое качество звукозаписи.
Театральное и киноискусство: В мире театра и кино звукопроводная древесина используется для создания звукоизолирующих стен, кулис и декораций. Это помогает минимизировать отражение звука и улучшить качество звука в театральных постановках и кинофильмах.

Области применения звукопроводной древесины постоянно расширяются, поскольку требования к звукоизоляции и качеству звука становятся все более важными. Звукопроводная древесина является ценным материалом, который позволяет создавать комфортные и высококачественные звуковые условия в различных сферах жизни.

Способы снижения звукопроводности

Снижение звукопроводности древесины может быть достигнуто с помощью различных методов и технологий. Некоторые из них включают:

Использование звукопоглощающих материалов: при строительстве помещений можно использовать специальные материалы, такие как звукопоглощающие панели или облицовки, которые способны поглощать звуковые волны и снижать их проникновение через стены, потолки и полы.
Использование акустических перегородок: акустические перегородки, такие как двойные стены или потолки с воздушным зазором, могут существенно снижать звукопроводность внутри помещений.
Использование звукозащитных дверей и окон: специальные двери и окна, которые имеют уплотнения и многослойную конструкцию, могут препятствовать проникновению звука и снижать его уровень.
Установка звукопоглощающих потолков и полов: специальные материалы, используемые для отделки потолков и полов, могут снижать отражение звука и улучшать звуковую изоляцию.

Кроме того, также возможно снижение звукопроводности древесины путем комбинирования нескольких вышеуказанных методов и использования технических решений, таких как специальные акустические конструкции и системы звукоизоляции.

Важно отметить, что эффективность каждого из способов снижения звукопроводности может зависеть от конкретных условий и требований. При разработке и реализации проекта звукоизоляции необходимо учитывать особенности конкретного помещения и постоянно совершенствовать технологии и материалы для достижения максимального результата

▍ Липа

Спектр отклика из предыдущей статьи

Покоящаяся на подушечке липовая дощечка проявила себя точно так же, как удерживаемая рукой. Рисунок горбов и впадин амплитудно-частотной характеристики сохранился, но сдвинулся вправо. Это неудивительно: привносимые извне параметры влияют на добротность и резонансные частоты колебательной системы.

Например, RC-цепочкой можно подстраивать частоту кварцевого резонатора, хотя, казалось бы, он стабильная высокодобротная система, на которую вообще ничто не влияет.

Металлическая гитарная струна — тоже колебательная система со значительной добротностью. Но концы её звучащей части удерживаются не силовым полем в вакууме, а прорезью порожка (nut) сверху и седлом подставки (bridge) снизу. А порожек и подставка закреплены соответственно в грифе и деке — корпусе электрогитары.

Гриф и дека представляют собой также «струны», работающие на сжатие и изгиб под натяжением собственно струн. И они вибрируют вместе со струнами, иначе живот гитариста не чувствовал бы этой вибрации, а тюнер-клипса на голове грифа не получал бы сигнала от своего пьезоэлектрического датчика.

Гриф и дека отнимают у струны часть энергии, которую она, согласно третьему закону Ньютона, высекла из кончика медиатора, или из лада при выполнении легато, или из электромагнитного возбудителя колебаний, такого, как электронный смычок e-bow или сустейнер.

Часть этой энергии преобразуется в колебания воздуха — звук неподключенной электрогитары. Часть в тепло и гипотетическое изменение структуры материала. А часть возвращается струне, поддерживая сустейн. Соотношение этих энергий в частотном спектре зависит от геометрических форм, размеров, и свойств материалов грифа, деки, порожков.

В итоге, струна приобретает ту форму колебаний, которая в определённых местах снимаются электромагнитными датчиками. Причём магнитное поле звукоснимателя тормозит колебание струны. Не так сильно, как неодимовый магнит в медной трубе, но в некоторых случаях достаточно для образования «волчков» — воющих призвуков, особенно сильно проявляющихся при перегруженном звучании.

Далее сигнал идёт на усилительный тракт. Включим и мы нашу липовую дощечку в почти настоящий гитарный усилитель. Регуляторы тона и характера в среднем положении. Овердрайв на максимум. Это лёгкий перегруз фендеровского типа. Негитарно высокие частоты, как полагается, срезаны. Басы поднялись. Картинка осталась характерной для липы.

Поднимем на тонстеке средние. «Липовость» звучания возросла.

Повернём характер на максимум. Пик сдвинулся вправо, рядом с ним появился второй пик на 500 Гц.

Средние и характер на 12 часов, высокие на максимум. Сильно возросли шумы, до звонкости клёна не дотягивает.

резонансная способность древесины

Способность древесины резонировать, т. е

усиливать звук без искажения топа, имеет очень важное значение в музыкальной промышленности при изготовлении дек музыкальных инструментов. Энергия, передаваемая деке струной, отчасти расходуется на трение внутри деки и по краям ее закрепления, отчасти излучается в виде звуковой энергии в окружающее пространство; эта последняя является полезной частью энергии

Для наибольшей отдачи энергии воздуху потери на внутреннее трение должны быть наименьшими, а излучение наибольшим. Комплекс акустических свойств древесины, определяющих возможность ее использования в качестве материала для изготовления дек музыкальных инструментов.

Этот показатель характеризует главным образом способность материала к звуковому излучению, поэтому его называют константой излучен и я, или акустической константой. Для определения этой константы устанавливают величину динамического модуля упругости (или статического модуля, который меньше примерно на 4%) и плотность древесины. В табл. 31 приведены значения акустической константы для древесины некоторых пород.

Эти данные показывают, что для изготовления дек музыкальных инструментов наиболее пригодна древесина ели, кавказской пихты и сибирского кедра, как обладающая наивысшей константой излучения; эти породы и включены в ГОСТ на заготовку резонансной древесины. Оптимальная ширина годичных слоев в резонансной древесине ели лежит в пределах 1—4 мм, оптимальная величина содержания поздней древесины в пределах 5—20%; резонансная древесина должна быть равнослойной (колебания в числе годичных слоев на двух соседних сантиметрах не должны превышать 30%). Между заболонью и спелой древесиной ели в акустическом отношении разницы нет. Крень снижает константу излучения вследствие повышения плотности и снижения модуля упругости, наклон волокон также отрицательно влияет на константу излучения (снижение на 6% при наклоне волокон 7 %; причина — уменьшение модуля упругости).

Звуковые свойства

Самым важнейшим звуковым свойством является звукопроводность, которая показывает насколько сильно проходит звук через тот или иной материал.

К звуковым свойствам можно отнести также акустическое сопротивление, которое показывает, насколько древесина способна отражать звук. Формулы вычисления этих величин можно посмотреть в интернете или же в справочнике.

Таким образом, мы рассмотрели наиважнейшие физические характеристики древесины, к которым относится внешний вид, теплопроводность, звукопроводность, влажность и другие.

Всегда свежие новости
Будьте вкурсе новостей, получайте свежие новости на электронную почту

Электрические и акустические свойства древесины.

Как показали многочисленные исследования электрических свойств древесины, ее электропроводность, т. е. способность проводить электрический ток, находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления. Существуют поверхностное и объемное сопротивления, которые в сумме дают полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами. Объемное сопротивление характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное – по поверхности. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления.

Исследования показали, что сухая древесина плохо проводит ток, но с повышением влажности ее сопротивление уменьшается. Это видно из данных, полученных при исследованиях (табл. 1).

Таблица 1.

Снижение поверхностного сопротивления происходит при увеличении влажности. Например, при увеличении влажности бука от 4,5 до 17 % поверхностное электрическое сопротивление уменьшается с 1,2 × 1013 до 1 × 107 Ом.

Кроме того, в результате исследований установлено, что снижение электрического сопротивления древесины происходит при ее нагревании, особенно при ее низкой влажности Так, увеличение температуры от 20 до 94 °С снижает сопротивление абсолютно сухой древесины в 10 6 раз.

Акустические свойства. При исследованиях акустических свойств древесины установлено, что скорость распространения звука в древесине тем больше, чем меньше ее плотность и выше модуль упругости. Средние значения скорости звука вдоль волокон для комнатно—сухой древесины равны: дуб – 4720 м/с, ясень – 4730 м/с, сосна – 5360 м/с, лиственница – 4930 м/с. Далее исследования показали, что скорость звука поперек волокон в 3–4 раза меньше, чем вдоль волокон. Скорость распространения звука зависит от свойств материалов и в первую очередь от плотности, например в стали звук распространяется со скоростью 5050 м/с, в воздухе – 330 м/с, а в каучуке – 30 м/с. На данных, полученных при исследованиях акустических свойств древесины, построен ультразвуковой метод определения ее прочности и внутренних скрытых дефектов По существующим строительным нормам звукоизоляция стен и перегородок должна быть не ниже 40, а междуэтажных – 48 дБ. Согласно данным исследований звукопоглощающая способность древесины низка, например звукоизоляция сосновой древесины при толщине 3 см составляет 12 дБ, а дубовой при толщине 4,5 см – 27 дБ. Как установлено исследованиями, наилучшие акустические свойства в части наибольшего излучения звука имеет древесина ели, пихты и кедра, которая используется для изготовления многих музыкальных инструментов: щипковых, смычковых, клавишных и др. Как показала практика, наилучшими акустическими свойствами обладает древесина длительной выдержки – в течение 50 лет и более.

Что такое звукопроводность древесины?

Звукопроводность древесины — это способность материала древесины передавать звуковые волны.

Основные свойства, влияющие на звукопроводность, — это плотность и структура древесины. Структура древесины включает в себя наличие пор, капилляров и просветов между клетками, которые могут воздействовать на передачу звука. Чем плотнее и компактнее структура, тем ниже звукопроводность материала.

Звукопроводность древесины имеет большое значение, особенно при проектировании звукоизоляции помещений. Материалы с высокой звукопроводностью могут пропускать и усиливать звуковые волны, что может привести к рассеиванию звука и снижению его качества.

Определение звукопроводности дерева производится с помощью специальных испытаний, включающих измерение скорости прохождения звуковых волн через образцы материала. Полученные данные используются для сравнения свойств разных видов древесины и выбора подходящего материала для конкретного применения.

В таблице ниже представлены средние значения звукопроводности для некоторых наиболее распространенных видов древесины:

Вид древесины	Звукопроводность, мДж/м²
Сосна	2-4
Ель	2-5
Дуб	4-7
Бук	3-6
Ясень	4-8
Клен	3-6

Из таблицы видно, что различные виды древесины имеют разную звукопроводность, что может быть полезно при выборе материала для звукоизоляции или звукоотражения.