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, характеризуется показателем:
где К — акустическая константа. 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).
Таблица 31. Акустические константы древесины некоторых пород.
Порода | Влажность, % | Плотность, г/см3 | Модуль упругости при изгибе, 1000 кГ/см2 | Константа излучения |
Ель резонансная | 10 | 0,42 | 110 | 1200 |
Пихта кавказская | 10 | 0,45 | 130 | 1200 |
Кедр сибирский | 10 | 0,38 | 80 | 1200 |
Пихта сибирская | 10 | 0,38 | 60 | 1000 |
Сосна (отборная) | 10 | 0,50 | 150 | 1100 |
Ясень | 10 | 0,70 | 150 | 650 |
Бук | 10 | 0,75 | 140 | 600 |
Береза | 10 | 0,63 | 140 | 750 |
Клен полевой | 12 | 0,70 | 110 | 580 |