Biophysical Bases for Vibroacoustic Diagnostics of Standing Sounding Wood

At the turn of the third millennium, scientists and experts of many countries are still trying to puzzle out ‘the mystery of Stradivari’, using for this purpose advanced technological solutions in the fi elds of physics, mathematics, chemistry, biology, etc. It has been undoubtedly proved that one of the basic secrets of the great master’s violin sounding is in the recognition of the proper material. Unfortunately, Stradivari, Amati, Guarneri and other great representatives of the Old Italian school did not leave any hints, but it has been recorded that they selected wood for the string-plate, the main sounding part of a violin, by tapping, and they designed an instrument judging from the ‘sonority’ factors known to them only. Using modern scientific terms, it is possible to ascertain that it was the professional skill of the master to decode the percussion-acoustic response of the source material that predetermined the quality of the product. The results of the work done cannot claim to disclose any secrets in the field. For this purpose, significant complex research is necessary, both fundamental and applied, integrating the efforts of scientists and experts in different areas: physicists, acousticians, wood scientists, foresters and, the main thing, the recognized masters in the sphere of manufacturing corresponding musical instruments. This paper presents the fi rst results of implementing the technique based on the excitation of fl uctuations of a trunk by a special shock device with further recording, decoding and analyzing acoustic response, matching it with the conditions of growth and general morphology of a tree, i.e. its size, crown form and length, trunk habit, etc. As such a work does not have any analogues and, consequently, there is no ‘acoustic standard’ of a sounding tree for the moment, the data obtained were analyzed in accordance with general provisions of acoustic diagnostics. Thus, the basic acoustic parameters accepted are vibrating activity, power consumption of spectral characteristics, amount of resonance peaks, vibration absorbing and damping, frequency distribution of a spectrum.Na početku trećeg tisućljeća znanstvenici i stručnjaci iz mnogih zemalja još pokušavaju odgonetnuti „tajnu Stradivarija” koristeći se naprednim tehnološkim rješenjima iz područja fi zike, matematike, kemije, biologije i drugih znanosti. Nepobitno je dokazano da je jedna od osnovnih tajni velikog majstora violina umijeće prepoznavanja odgovarajućeg materijala za izradu violina. Nažalost, Stradivari, Amati, Guarneri i drugi poznati predstavnici stare talijanske škole nisu ostavili nikakve naputke o izboru najboljeg materijala. No povijesna je činjenica da su oni drvo za gudačku ploču, glavni zvučni dio violine, odabirali kuckanjem po površini drva i dizajnirali instrument izabirući materijal prema zvučnosti, a obilježja dobre zvučnosti bila su poznata samo njima. Suvremenim znanstvenim rječnikom može se reći da su ti veliki majstori imali profesionalnu vještinu dekodiranja akustičnog odgovora izvornog materijala koji je unaprijed određivao kvalitetu proizvoda. Na temelju rezultata provedenih istraživanja ne može se tvrditi da su otkrivene sve tajne tog umijeća. Za tu bi svrhu bilo potrebno provesti obuhvatna i kompleksna istraživanja, i temeljna i primijenjena, integrirajući napore znanstvenika i stručnjaka s različitih područja: fi zičara, akustičara, drvnih tehnologa, šumara i, što je najvažnije, priznatih majstora iz područja proizvodnje odgovarajućih glazbenih instrumenata. U radu su prikazani prvi rezultati primjene tehnike mjerenja koja se temelji na pobuđivanju vibracija debla posebnim uređajem, uz snimanje, dekodiranje i analizu akustičnog odgovora te uzimanjem u obzir uvjeta rasta i općih morfoloških obilježja stabla, odnosno njegove veličine, oblika krošnje i dužine, oblika debla i sl. S obzirom na to da ne postoje analogna istraživanja, odnosno da još ne postoji „akustični standard” za zvučnost drva, dobiveni su podaci analizirani u skladu s općim odredbama akustične dijagnostike. Prihvaćeni osnovni akustični parametri jesu vibracije, potrošnja energije i spektralna svojstva zvuka, broj rezonantnih pikova, apsorpcija i prigušenje vibracija te raspodjela frekvencija spektra