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[提琴制作] 让我们一起来加深对木材的认识吧!——“虎纹”是怎么形成的?

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楼主
jialeyh 发表于 2019-10-10 09:54:58 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 11:48 编辑

买琴、制琴、赏琴都离不开与提琴木料打交道。背板材料尤其引起人们的关注。不仅因为它是小提琴的主要声学部件之一,同时它也是小提琴的主要美学观感元素。

我一直好奇背板的“虎纹”是如何形成的?目前很难找到充分的说明资料。网上搜索到的资料,那些一带而过的“解释”,既过于简洁,也很难让人信服。

希望各位爱好者能不断提供补充资料。大家有什么认识、推测,请相互分享。假如你已经解开了“虎纹”成因之迷,万请不吝指教!

我在此先抛砖引玉。先从一些大家耳熟能详的相关名词与概念入手,当作一个复习。然后重点从木材的微观结构开始。因为微观特征与性质决定了宏观表现。因此,有必要了解一点木材的微观世界。



良好的音准主要是建立在由耳朵指导的触指感觉上的。——加拉米安
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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 09:59:50 | 只看该作者
1、木材的“三切面”:横切面、弦切面、径切面:

100133837791.jpg (82.25 KB, 下载次数: 128)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:01:59 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 10:06 编辑

2、年轮、心材、边材、木射线、髓心:


100026475744.jpg (70.12 KB, 下载次数: 137)

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心材与边.jpg (395.79 KB, 下载次数: 146)

心材与边材

心材与边材
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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:09:54 | 只看该作者
3、年轮及“虎纹”的宏观图片:

“虎纹”又称绉状花纹、波形花纹。






100846iu9dz1oe4etu15e5.jpg (184.18 KB, 下载次数: 135)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:17:00 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 10:18 编辑

4、木射线的宏观图片:

木射线也是木材组织中的一种"导管“,负责径向方向的养料输送。不同的树种,其尺寸大小不同。它们在”三切面“上暴露的形状也不同。

木射线对小提琴声学品质有无影响?目前尚有争议。

101551s3vhzaxwathn6w43.jpg (176.97 KB, 下载次数: 130)

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101551ovduvviyi2a7gxii.jpg (96.05 KB, 下载次数: 130)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:21:03 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 11:50 编辑

5、下面进入微观世界:

先来一张植物横切面的显微图片。

木材微观结构主要是由各种中空的细胞组织组成的。比如,木纤维细胞管、射线细胞管、导管等。
不同的树种,这些细胞的大小或者尺寸也不相同。比如,一个木纤维细胞的长度可为2-10mm。
这些细胞的排列方向基本上与树干的轴向一致。除了射线胞管,它是由髓心沿径向向外辐射的。




102040pc9z1e6b2yq4qv1y.jpg (70.41 KB, 下载次数: 117)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:32:25 | 只看该作者
6、下面是一个木材细胞横切面的结构示意图:


木材细胞.jpg (249.3 KB, 下载次数: 142)

木材细胞.jpg
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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:42:50 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 11:49 编辑

7、我们来看下所谓的“早材”与“晚材”(或者叫“春材”与“秋材”)在微观上有什么不同:

在一个年轮内,由于生长时间不同,木材细胞的生长速度不同,就有了“早材”、“晚材”之分。
“早材”部分的木细胞通常比较大,细胞壁比较薄;“晚材”则相反。

不同的树种,早晚材差异性大小也是不同的。有的十分明显;有的则区别不大。

下面是一张“横切面”的显微照片,可以看得很清楚

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:49:32 | 只看该作者
8、下面我们用模型来归纳总结上面介绍的一些要素:


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104922x9sldq7plhqlqscl.jpg (58.06 KB, 下载次数: 137)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 10:57:47 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 11:54 编辑

9、接下来,我们用实物的高倍显微照片来进一步认识木细胞的结构与特征:

(请将这些照片与上面第8条的模型对照着看。特别是与上面那个手绘的模型对照着看看。)



下面这张是“弦切面”上细胞的剖面照片,以及木射线细胞在这个切面上的模样:

105818ed5w332w233e6w6v.jpg (178.48 KB, 下载次数: 123)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 11:00:03 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 11:56 编辑

而这张则是“径切面”上细胞的剖面照片,以及木射线细胞在这个切面上的模样:

顺便说下“纹孔”。照片上可以看到,在细胞管上还有许许多多的小孔,叫做“纹孔”。这些半开的纹孔,是细胞与细胞组织之间输送物质的通道。

2-22857.jpg (405.29 KB, 下载次数: 131)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 11:05:35 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 11:57 编辑

下面来几张“横切面”和“弦切面”细胞组织的显微照片:

110530gp6ot66qz1sxzstm.jpg (226.83 KB, 下载次数: 131)

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 11:25:13 | 只看该作者
本帖最后由 jialeyh 于 2019-10-10 12:05 编辑

10、在大致了解了木材的微观世界后,让我们回到本文开头提出的问题:“虎纹”是怎么形成的?

我们已经知道,木材的宏观(外观)表现,比如,色泽、纹理、花纹等等,都是木材微观结构的反映。
同样,木材的力学、声学性能,也是由木材的微观特征决定的。

本质上来讲,木材是一种多孔性材料。木材的物理性能是各向异性的。

小提琴背板“虎纹”的宏观图像是比较有规律的。即,大致都是深浅相间的条状花纹。在这个宏观尺度范围,微观结构到底发生了什么有规律的变化,才导致了宏观“虎纹”图像的出现呢?有的资料称,是因为背板木材中的木细胞在轴向,沿着弦切平面,发生了左右弯曲造成的。对此,我们很难想象用微观知识来解释。即使用生理学知识,似乎也很难解释,为什么细胞不直线生长,而是要弯弯曲曲,特别地,还是非常有规律地弯弯曲曲生长呢?

希望能够解开这个谜。

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 楼主| jialeyh 发表于 2019-10-10 12:12:47 | 只看该作者
我设想,是否做一个实验?取“虎纹”深浅不同部位切片、制样。拿到显微镜下,看看这两种部位在微观结构与形貌上有什么不同?而要解释为什么会不同,则更难吧。

宏观“虎纹”<—— 微观差异 <—— 差异形成的原因。
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maciscoma 发表于 2019-10-10 14:31:47 | 只看该作者
好专业!
搬凳子霸位学习
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太极神人 发表于 2019-10-10 15:54:04 | 只看该作者
不愧是论坛元老,对这个问题有如此深刻的研究,佩服!
要真正解开虎纹之谜,可能需要广泛搜集资料,进行跨学科的研究,写出一篇含金量高的学术论文。不过,真要开展这样的研究,可能需要牺牲一些价值连城的小提琴名琴了。

点评

不敢,同学同乐啊  详情 回复 发表于 2019-10-11 08:12
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太极神人 发表于 2019-10-10 15:54:59 | 只看该作者
建议管理员将此文加精!
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jyx52 发表于 2019-10-10 18:31:37 | 只看该作者
厉害,把木头解析得如此透彻。学习了。谢谢。
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大好大好人 发表于 2019-10-10 20:23:41 | 只看该作者
结合各种资料,个人认为那只是木纹生长弯曲,切断之后各种扭曲的纹路形成不同的截面,这些截面在一定角度反光较差形成的纹路,因此从不同的角度看会有不同的纹路,应该是人视觉上的错觉觉得背板里面有纹路。个人愚见,见笑大方了

点评

有道理,有可能  详情 回复 发表于 2019-10-11 08:14
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春华之语 发表于 2019-10-10 22:21:14 | 只看该作者
第一次看到这么高科技的图片,太好了
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