อะคูสติกของไวโอลินเป็นสาขาหนึ่งของการศึกษาอะคูสติกทางดนตรี ที่เกี่ยวข้องกับวิธี การสร้างเสียงของไวโอลิน อันเป็นผลมาจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่าง ส่วนต่างๆ ของไวโอลินคุณสมบัติทางอะคูสติกเหล่านี้คล้ายคลึงกับเครื่องดนตรีอื่นๆ ในตระกูลไวโอลินเช่น วิโอลา

พลังงานจากการสั่นสะเทือนของสายไวโอลินจะถูกส่งผ่านสะพานไปยังตัวไวโอลิน ทำให้เสียงแผ่กระจายออกไปในอากาศโดยรอบ ปลายทั้งสองข้างของสาย ไวโอลิน นั้นแทบจะอยู่นิ่ง ทำให้เกิดคลื่นนิ่งขึ้นฮาร์โมนิก ที่เกิดขึ้น พร้อมกันหลายๆ ตัวส่งผลต่อคุณภาพเสียงแต่จะมีเพียงความถี่พื้นฐาน เท่านั้น ที่ได้ยิน ความถี่ของโน้ตสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มความตึง ของสาย หรือลดความยาวหรือมวล ของ สาย จำนวนฮาร์โมนิกในเสียงสามารถลดลงได้ เช่น โดยการใช้มือซ้ายดึงสายให้สั้นลง ความดังและคุณภาพเสียงของแต่ละสายจะไม่เหมือนกัน และวัสดุที่ใช้ส่งผลต่อคุณภาพเสียงและความง่ายในการออกเสียง เดิมทีสายไวโอลินทำจากลำไส้แมวแต่ปัจจุบันมักทำจากเหล็กหรือวัสดุสังเคราะห์ สายส่วนใหญ่จะพันด้วยโลหะเพื่อเพิ่มมวลโดยไม่ให้หนาเกินไป

ระหว่างการสีคันชักสายจะถูกดึงจนกระทั่งแรงตึงของสายทำให้สายกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิม จากนั้นจึงรับพลังงานจากคันชักอีกครั้ง นักไวโอลินสามารถควบคุมความเร็วของคันชัก แรงที่ใช้ ตำแหน่งของคันชักบนสาย และปริมาณของขนคันชักที่สัมผัสกับสายได้ แรงสถิตที่กระทำต่อสะพานซึ่งรองรับปลายด้านหนึ่งของสายนั้นมีขนาดใหญ่ แรงไดนามิกที่กระทำต่อสะพานทำให้สะพานโยกไปมา ซึ่งทำให้การสั่นสะเทือนจากสายถูกส่งผ่าน ตัวไวโอลินมีความแข็งแรงพอที่จะต้านทานแรงตึงจากสาย แต่ก็เบาพอที่จะสั่นสะเทือนได้อย่างเหมาะสม มันทำจากแผ่นไม้โค้งสองแผ่นที่มีซี่โครงอยู่รอบด้าน และมีรูรูปตัว F สองรู อยู่ด้านข้างของสะพาน มันทำหน้าที่เป็นกล่องเสียงเพื่อเชื่อมต่อการสั่นสะเทือนของสายกับอากาศโดยรอบ โดยส่วนต่างๆ ของตัวไวโอลินจะตอบสนองต่อโน้ตที่เล่นแตกต่างกัน และทุกส่วน (รวมถึงแท่งเสียงเบสที่ซ่อนอยู่ภายใน) มีส่วนช่วยสร้างเสียงที่เป็นเอกลักษณ์ของไวโอลิน เมื่อเปรียบเทียบกับการสีสายการดีดสายจะทำให้เสียงเบาลงเร็วกว่า

เครื่องดนตรีอื่นๆ ในตระกูลไวโอลินมีโทนเสียงที่แตกต่างกัน แต่ก็มีความคล้ายคลึงกันลักษณะเฉพาะของวิโอลาและดับเบิลเบสทำให้พวกมันถูกใช้ในวงออร์เคสตราในฐานะเครื่องดนตรีเดี่ยวน้อยกว่าซึ่งแตกต่างจากเชลโล (ไวโอลอนเชลโล) ที่ไม่ได้รับผลกระทบในทางลบจากการมีขนาดที่เหมาะสมเพื่อให้สอดคล้องกับระดับเสียงของสายเปล่า

พีทาโกรัสนักปรัชญากรีกโบราณจากไอโอเนีย ได้ศึกษาธรรมชาติของการสั่นของสาย และเชื่อกันว่าเขาเป็นคนแรกที่สังเกตความสัมพันธ์ระหว่างความยาวของสายที่สั่นและเสียงประสานที่เกิดขึ้น^{[ 1 ] [ 2 ]}ในศตวรรษที่ 16 วินเซนโซ กาลิเลอีนักเล่น ลูท และนักแต่งเพลง ชาวอิตาลี ได้บุกเบิกการทดสอบและการวัดสายที่ยืดออกอย่างเป็นระบบ โดยใช้สายลูท เขาค้นพบว่าในขณะที่อัตราส่วนของช่วงห่างเป็นสัดส่วนกับความยาวของสาย แต่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับรากที่สองของแรงตึงกาลิเลโอ กาลิเลอี บุตรชายของเขา ได้ตีพิมพ์ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ ความยาว แรงตึง และเส้นผ่านศูนย์กลางในหนังสือ Two New Sciences (1638) ^{[ 3 ] [ 4 ]}ช่างทำไวโอลินยุคแรกแม้จะมีทักษะสูง แต่ก็ไม่ได้พัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเสียงของเครื่องดนตรีประเภทสาย^{[ 5 ]}

ในช่วงศตวรรษที่ 19 เสียง ฮาร์โมนิกหลายระดับจาก สาย ที่ถูกสีได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ ชาวฝรั่งเศส Félix Savart [ ^{1 ] [ 6 ] นัก}ฟิสิกส์ชาวเยอรมันHermann von Helmholtzได้ตรวจสอบฟิสิกส์ของสายที่ถูกดีด^{[ 7 ]}และแสดงให้เห็นว่าสายที่ถูกสีเคลื่อนที่ในรูปทรงสามเหลี่ยมโดยที่จุดยอดเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่^{[ 8 ]}

โหมดการสั่นของไวโอลินได้รับการวิจัยในเยอรมนีในช่วงทศวรรษ 1930 โดย Hermann Backhaus และ Hermann Meinel นักศึกษาของเขา ซึ่งงานของเขารวมถึงการตรวจสอบการตอบสนองความถี่ของไวโอลิน ความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเสียงของไวโอลินได้รับการพัฒนาโดย FA Saunders ในช่วงทศวรรษ 1930 และ 1940 ซึ่งงานนี้ได้รับการสานต่อในทศวรรษต่อมาโดย Saunders และCarleen Hutchins ผู้ช่วยของเขา รวมถึง Werner Lottermoser, Jürgen Meyer และSimone Sacconi [ ^{9 ] งาน}ของ Hutchins ครอบงำสาขาเสียงของไวโอลินเป็นเวลา 20 ปีตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นไป จนกระทั่งถูกแทนที่ด้วยการใช้การวิเคราะห์โหมดซึ่งเป็นเทคนิคที่ George Bissinger นักอะคูสติกกล่าวว่า "มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจเสียงของไวโอลิน" ^{[ 10 ]}

สายเปิดทั้งสี่ของไวโอลินแต่ละตัวมีความยาวเท่ากันจากสะพานถึงนัทของเครื่องดนตรี แต่ระดับเสียง จะแตกต่างกัน เนื่องจากแต่ละสายมีมวลต่อหน่วยความยาว ต่างกัน ^{[ 11 ] [ 12 ]}ปลายทั้งสองข้างของสาย ไวโอลิน จะนิ่งสนิทเมื่อสั่น ทำให้เกิดคลื่นนิ่ง (โหมดเฉพาะ) ซึ่งเกิดจากการซ้อนทับกันของคลื่นไซน์ สองคลื่น ที่เคลื่อนที่ผ่านกัน^{[ 13 ] [ 14 ]}

สายที่สั่นไม่ได้สร้างความถี่เดียว เสียงอาจอธิบายได้ว่าเป็นส่วนผสมของความถี่พื้นฐานและเสียงโอเวอร์โทนซึ่งทำให้เสียงมีคุณภาพเฉพาะตัวของเครื่องดนตรี เรียกว่าทิมเบอร์^{[ 16 ]}ทิมเบอร์ได้รับผลกระทบจากจำนวนและความแรงสัมพัทธ์ของเสียงโอเวอร์โทน (ฮาร์โมนิก) ที่มีอยู่ในโทนเสียง แม้ว่าเสียงเหล่านี้จะเกิดขึ้นพร้อมกัน แต่จะได้ยิน เฉพาะความถี่พื้นฐานซึ่งมี แอมพลิจูด สูงสุดเท่านั้น ^{[ 17 ]}ไวโอลินมีความพิเศษตรงที่มันสร้างความถี่ที่เกินขีดจำกัดการได้ยินสูงสุดของมนุษย์^{[ 18 ]}

ความถี่พื้นฐานและโอเวอร์โทนของเสียงที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุของสาย ได้แก่^{แรงตึง ความยาว และมวล [ 3 ] รวมถึงผลของการลดทอน [ 12 ] และความแข็งของสาย [} 19 ] นักไวโอลิน^{จะหยุด}สายด้วยปลาย^{นิ้วซ้ายทำให้}ความยาวใน^{การเล่นสั้น}ลง โดยส่วนใหญ่แล้วจะหยุดสายไว้กับฟิงเกอร์บอร์ด ของไวโอลิน แต่ในบางกรณี การสัมผัสสายเบาๆ ด้วยปลายนิ้วก็เพียงพอแล้ว ทำให้เกิดฮาร์โมนิกเทียม ขึ้น การหยุดสายที่ความยาวสั้นลงจะมีผลทำให้ระดับเสียงสูงขึ้น ^{[ 14 ]}และเนื่องจากฟิงเกอร์บอร์ดไม่มีเฟร็ตจึงสามารถสร้างความถี่ใดๆ ก็ได้ตลอดความยาวของสาย^{[ 20 ]}มีความแตกต่างในโทนเสียงระหว่างโน้ตที่เล่นบนสาย 'เปิด' และโน้ตที่เล่นโดยการวางนิ้วมือซ้ายบนสาย เนื่องจากนิ้วจะช่วยลดจำนวนฮาร์โมนิกที่มีอยู่^{[ 21 ]}นอกจากนี้ ความดังและโทนเสียงของสายก็ไม่เหมือนกันด้วย^{[ 22 ]}

ตำแหน่งการวางนิ้ว สำหรับ ช่วงเสียงเฉพาะจะแตกต่างกันไปตามความยาวของส่วนที่สั่นของสาย สำหรับไวโอลิน ช่วง เสียงเต็มบนสายเปิดจะยาวประมาณ1 + 1 ⁄ 4นิ้ว (31.8 มม.) —ที่ปลายอีกด้านของสาย ช่วงเสียงเดียวกันจะสั้นกว่าหนึ่งในสามของขนาดนี้ ตัวเลขที่เทียบเท่ากันจะมีขนาดใหญ่ขึ้นตามลำดับสำหรับวิโอลา เชลโล ( ไวโอลอนเชลโล) และดับเบิลเบส^{[ 23 ]} 

เมื่อนักไวโอลินได้รับคำสั่งให้ดีดสาย ( ภาษาอิตาลี: pizzicato ) เสียงที่เกิดขึ้นจะค่อยๆ จางหายไปหรือเบาลง อย่างรวดเร็ว ผลกระทบนี้จะเด่นชัดกว่าสำหรับไวโอลินเมื่อเทียบกับเครื่องดนตรีอื่นๆ ในตระกูลไวโอลิน เนื่องจากมีขนาดเล็กกว่า และจะยิ่งชัดเจนมากขึ้นหากดีดสายเปล่า^{[ 24 ]} ในระหว่างโน้ตpizzicato เสียงฮาร์โมนิกสูง ที่ค่อยๆ จางหายไปจะลดน้อยลงเร็วกว่าเสียงฮาร์โมนิกต่ำ^{[ 25 ]}

เอ ฟเฟกต์ ไวเบรโตบนไวโอลินเกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อในแขน มือ และข้อมือทำงานทำให้ระดับเสียงของโน้ตสั่นไหว [ ^{26 ] ไว}เบรโตทั่วไปมีความถี่ 6 เฮิรตซ์และทำให้ระดับเสียงเปลี่ยนแปลงไปหนึ่งในสี่ของโทน^{[ 27 ]} 

ความยาว

สำหรับคลื่นใดๆ ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v และเคลื่อนที่ได้ระยะทาง λ ในหนึ่งคาบเวลา T

${\displaystyle v={{\lambda } \over T}}$.

สำหรับความถี่ f

${\displaystyle f={\frac {1}{T}}={\frac {v}{\lambda }}}$

สำหรับความถี่พื้นฐาน ของสายไวโอลินที่สั่น ความยาวสายคือ1/2 λ โดยที่ λ คือความยาวคลื่น ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้น

${\displaystyle f={\frac {v}{2L}}}$[ ^{14 ]​}

สะพานซึ่งวางอยู่บนส่วนบนสุดของตัวไวโอลินตรงที่แผ่นเสียงสูงที่สุด^{[ 34 ]}รองรับปลายด้านหนึ่งของความยาวสายที่ใช้เล่น แรงสถิตที่กระทำต่อสะพานมีขนาดใหญ่และขึ้นอยู่กับแรงตึงของสาย: ^{[ 35 ]} 20 ปอนด์(89 นิว )ผ่านลงมาตามสะพานอันเป็นผลมาจากแรงตึงของสายที่50 ปอนด์(220 นิว ) ^{[ 36} ] มุม 'หัก' ของสายที่ทำกับสะพานส่งผลต่อแรงลง และโดยทั่วไปจะอยู่ ^ที่ 13 ถึง 15° เมื่อเทียบกับแนวนอน^{[ 37 ]}    

สะพานทำหน้าที่ถ่ายโอนพลังงานจากสายไปยังตัวไวโอลิน^{[ 35 ]}ในเบื้องต้น ถือว่าสะพานทำหน้าที่เป็นจุดนิ่งเพราะมิฉะนั้นความถี่พื้นฐานและฮาร์โมนิกที่เกี่ยวข้องจะไม่คงอยู่เมื่อมีการเล่นโน้ต แต่การเคลื่อนที่ของสะพานมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดวิธีการส่งผ่านพลังงานจากสายไปยังตัวไวโอลิน และพฤติกรรมของสายเอง^{[ 13 ]} องค์ประกอบหนึ่งของการเคลื่อนที่ของสะพานคือการโยกไปมาด้านข้างขณะที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับสาย^{[ 38 ]}อาจมองสะพานเป็นตัวกรองเชิงกล หรือการจัดเรียงมวลและ "สปริง" ที่กรองและกำหนดลักษณะเสียง^{[ 39 ]}

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 เป็นที่ทราบกันดีว่าไวโอลินคุณภาพสูงจะสั่นได้ดีกว่าที่ความถี่ประมาณ 2–3  kHz เนื่องจากผลที่เกิดจากคุณสมบัติการสั่นพ้องของสะพาน ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าผล 'bridge-hill' ^{[ 39 ]}

การลดเสียงทำได้โดยการติดคลิปเข้ากับสะพาน ซึ่งจะดูดซับพลังงานส่วนหนึ่งที่ส่งไปยังตัวเครื่องดนตรี ส่งผลให้ความเข้มของเสียงลดลงและได้โทนเสียงที่แตกต่างออกไป ดังนั้นนักดนตรีจึงไม่มองว่าการใช้ตัวลดเสียงเป็นวิธีการหลักในการเล่นให้เบาลง^{[ 40 ]}

ไวโอลินสามารถคงเสียงไว้ได้ด้วยกระบวนการสีคันชัก เมื่อแรงเสียดทานทำให้สายถูกดึงไปด้านข้างโดยคันชักจนกระทั่งแรงต้านที่เกิดจากแรงตึงของสายมีมากพอที่จะทำให้สายเลื่อนกลับ สายจะกลับสู่ตำแหน่งสมดุลแล้วเคลื่อนที่ไปด้านข้างผ่านตำแหน่งนี้ หลังจากนั้นก็จะได้รับพลังงานอีกครั้งจากคันชักที่กำลังเคลื่อนที่^{[ 41 ]}คันชักประกอบด้วยริบบิ้นแบนที่ทำจากขนม้าขนานกัน ยืดระหว่างปลายของไม้ ซึ่งโดยทั่วไปทำจากไม้ Pernambucoเนื่องจากมีคุณสมบัติยืดหยุ่นเป็นพิเศษ^{[ 26 ] [ 42 ]}ขนเคลือบด้วยยางสนเพื่อให้เกิด ' การสั่น แบบสติ๊ก-สลิป ' ที่ควบคุมได้ขณะที่เคลื่อนที่ในมุมฉากกับสาย^{[ 43 ]}ในปี 2004 Jim Woodhouse และ Paul Galluzzo จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้อธิบายการเคลื่อนที่ของสายที่ถูกสีคันชักว่าเป็น "การสั่นแบบสติ๊ก-สลิปเพียงอย่างเดียวที่เข้าใจได้ดีพอสมควร" ^{[ 44 ]}

ความยาว น้ำหนัก และจุดสมดุลของคันชักสมัยใหม่ได้รับการกำหนดมาตรฐาน ผู้เล่นอาจสังเกตเห็นความแตกต่างของเสียงและการควบคุมจากคันชักหนึ่งไปยังอีกคันชักหนึ่ง โดยขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เหล่านี้ รวมถึงความแข็งและความเฉื่อยนักไวโอลินหรือนักวิโอลาจะมีแนวโน้มที่จะเล่นเสียงดังขึ้นเมื่อดันคันชักไปตามสาย (เรียกว่า 'การดึงคันชักขึ้น') เนื่องจากแรงงัดมีมากกว่า^{[ 45 ]}ที่ระดับเสียงเบาที่สุด เครื่องดนตรีนี้มีกำลัง 0.0000038 วัตต์ เมื่อเทียบกับ 0.09 วัตต์สำหรับวงออร์เคสตราขนาดเล็ก ช่วงระดับความดันเสียงของเครื่องดนตรีนี้อยู่ระหว่าง 25 ถึง30 dB ^{[ 46 ]}

ตัวไวโอลินมีรูปทรงวงรีและกลวง และมีรูรูปตัว f สองรู เรียกว่ารูเสียง อยู่ด้านข้างของสะพาน^{[ 57 ]}ตัวไวโอลินต้องแข็งแรงพอที่จะรองรับแรงตึงจากสาย แต่ก็ต้องเบาและบางพอที่จะสั่นได้อย่างเหมาะสม^{[ 36 ]}ทำจากแผ่นไม้โค้งสองแผ่นที่เรียกว่าท้องและแผ่นหลัง ซึ่งด้านข้างทำจากซี่โครงโค้งบางๆ ทำหน้าที่เป็นกล่องเสียงเพื่อเชื่อมต่อการสั่นสะเทือนของสายกับอากาศโดยรอบ ทำให้เกิดเสียงขึ้น ในทางตรงกันข้าม สายซึ่งแทบจะไม่เคลื่อนที่อากาศเลยจึงเงียบ^{[ 16 ] [ 58 ]}

การมีอยู่ของไวโอลินราคาแพงนั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างเล็กน้อยในพฤติกรรมทางกายภาพเมื่อเปรียบเทียบกับไวโอลินราคาถูกกว่า^{[ 59 ]}โครงสร้างของไวโอลิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการโค้งงอของท้องและแผ่นหลัง มีผลอย่างมากต่อคุณภาพเสียงโดยรวมของเครื่องดนตรี^{[ 60 ]}และความถี่เรโซแนนซ์ที่แตกต่างกันมากมายนั้นเกิดจากลักษณะของโครงสร้างไม้ ส่วนต่างๆ ตอบสนองต่อโน้ตที่เล่นแตกต่างกัน แสดงให้เห็นสิ่งที่ Carleen Hutchins อธิบายว่าเป็น 'เรโซแนนซ์ของไม้' ^{[ 1 ]}การตอบสนองของสายสามารถทดสอบได้โดยการตรวจจับการเคลื่อนที่ที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านสายโลหะเมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็กที่ สั่น ^{[ 13 ] การทดสอบดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า 'เรโซแนนซ์ ของ} ไม้หลัก' ที่เหมาะสมที่สุด (เรโซแนนซ์ของไม้ที่มีความถี่ต่ำที่สุด) เกิดขึ้นระหว่าง 392 ถึง 494  เฮิรตซ์ เทียบเท่ากับโทนเสียงที่ต่ำกว่าและสูงกว่าA ^[ 61 ^]

ซี่โครงได้รับการเสริมความแข็งแรงที่ขอบด้วยแถบซับใน ซึ่งให้พื้นผิวกาวเพิ่มเติมตรงจุดที่แผ่นยึดติด^{[ 36 ]}โครงสร้างไม้ได้รับการเติมกาวและเคลือบเงาโดยใช้วัสดุต่างๆ ซึ่งทั้งหมดนี้มีส่วนช่วยให้ไวโอลินมีเสียงที่เป็นเอกลักษณ์^{[ 62 ]}อากาศภายในตัวไวโอลินยังทำหน้าที่เสริมคุณสมบัติการก้องกังวานของไวโอลิน ซึ่งได้รับผลกระทบจากปริมาตรของอากาศที่ปิดล้อมและขนาดของรู f ^{[ 63 ]}

ท้องและแผ่นหลังสามารถแสดงโหมดการสั่นได้เมื่อถูกบังคับให้สั่นที่ความถี่เฉพาะ โหมดต่างๆ ที่มีอยู่สามารถพบได้โดยใช้ฝุ่นหรือทรายละเอียดโรยลงบนพื้นผิวของแผ่น รูปไวโอลิน เมื่อพบโหมด ฝุ่นจะสะสมอยู่ที่จุดนิ่ง (nodes): ที่อื่นบนแผ่นซึ่งมีการสั่น ฝุ่นจะไม่ปรากฏ รูปแบบที่เกิดขึ้นได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันErnst Chladniซึ่งเป็นผู้พัฒนาเทคนิคการทดลองนี้เป็นคนแรก^{[ 16 ]}

การวิจัยสมัยใหม่ได้ใช้เทคนิคที่ซับซ้อน เช่น การวัด การแทรกสอดแบบโฮโลแกรมซึ่งช่วยให้สามารถวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของพื้นผิวไวโอลินได้ ซึ่งเป็นวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์พัฒนาขึ้นครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1960 และวิธีการไฟไนต์เอเลเมนต์ซึ่งศึกษาชิ้นส่วนแยกส่วนของไวโอลินโดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างการจำลองที่แม่นยำ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Bernard Richardson ได้สร้างไวโอลินเสมือนจริงโดยใช้เทคนิคเหล่านี้^{[ 16 ]}ที่มหาวิทยาลัย East Carolinaนักอะคูสติกชาวอเมริกัน George Bissinger ได้ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์เพื่อสร้างการตอบสนองความถี่ ซึ่งช่วยให้เขากำหนดได้ว่าประสิทธิภาพและการลดทอนการสั่นสะเทือนของไวโอลินขึ้นอยู่กับความถี่ อย่างไร ^{[ 16 ]} เทคนิคอีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่าการวิเคราะห์แบบโมดอลเกี่ยวข้องกับการใช้ 'สำเนาเสียง' ของเครื่องดนตรีเก่าเพื่อเปรียบเทียบเครื่องดนตรีใหม่กับเครื่องดนตรีเก่า ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงไวโอลินใหม่แม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถระบุได้ โดยมีเป้าหมายเพื่อจำลองการตอบสนองเสียงของแบบจำลองเก่า^{[ 64 ]}

แท่งเบสและเสาเสียง

แท่งเสียงเบสและเสาเสียงที่ซ่อนอยู่ภายในตัวไวโอลินช่วยส่งผ่านเสียงไปยังด้านหลังของไวโอลิน โดยเสาเสียงยังทำหน้าที่รองรับโครงสร้างด้วย แท่งเสียงเบสถูกติดกาวไว้ที่ด้านล่างของแผ่นหน้า ในขณะที่เสาเสียงยึดอยู่กับที่ด้วยแรงเสียดทาน แท่งเสียงเบสถูกคิดค้นขึ้นเพื่อเสริมความแข็งแรงของโครงสร้าง และวางตำแหน่งไว้ตรงใต้ขาข้างหนึ่งของสะพาน^{[ 36 ] [ 65 ]}เสาเสียงอยู่ใกล้กับฐานของสะพาน แต่ไม่ได้อยู่ใต้สะพานโดยตรง^{[ 66 ]}

เมื่อสะพานได้รับพลังงานจากสาย มันจะโยก โดยเสาเสียงทำหน้าที่เป็นจุดหมุน และแท่งเบสเคลื่อนที่ไปพร้อมกับแผ่นอันเป็นผลมาจากแรงงัดพฤติกรรมนี้ช่วยเพิ่มคุณภาพเสียงของไวโอลิน: หากตำแหน่งของเสาเสียงถูกปรับ หรือหากแรงที่กระทำต่อเสาเสียงเปลี่ยนไป เสียงที่ผลิตโดยไวโอลินอาจได้รับผลกระทบในทางลบ^{[ 36 ]}ทั้งหมดนี้ทำให้รูปร่างของตัวไวโอลินไม่สมมาตร ซึ่งช่วยให้เกิดการสั่นสะเทือนที่แตกต่างกัน ส่งผลให้เสียงมีความซับซ้อนมากขึ้น^{[ 16 ]}

นอกเหนือจากโหมดปกติของโครงสร้างร่างกายแล้ว อากาศที่อยู่ภายในร่างกายยังแสดง โหมด เรโซแนนซ์ของ Helmholtzขณะที่มันสั่น^{[ 67 ]}

• Beament, James (1997). The Violin Explained: Components, Mechanism, and Sound. Oxford, New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-816739-6.
• Bucur, Voichita (2018). Handbook of Materials for String Musical Instruments. AG Switzerland: Cham Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-81191-8.
• Chisholm, Hugh, ed. (1886). "Double bass" . Dictionary of National Biography. Vol. 8. London: Smith, Elder & Co.
• Farga, Franz (1969). Violins and Violinists. New York: F. A. Praeger. OCLC 68030679.
• Galilei, Galileo (1914) [1638]. Dialogues Concerning Two New Sciences. Translated by Crew, Henry; de Salvio, Alfonso. New York: Dover Publications Inc. OCLC 708455337.
• Hutchins, Carleen Maley (1978). The Physics of Music. San Francisco: W.H. Fremman and Company. ISBN 978-0-7167-0095-1.(registration required)
• Helmholtz, Hermann L. F. von (1895). Ellis, Alexander J. (ed.). On the Sensations of Tone as a Physiological basis for the Theory of Music (translation of the 1877 German edition) (3rd ed.). London, New York: Longmans, Green and Co. OCLC 1453852.
• Hutchins, Carleen Maley The Acoustics of Violin Plates. Scientific American, vol 245, No. 4. Oct 1981
• Olson, Harry F. (1967). Music, Physics and Engineering. New York: Dover Publications. ISBN 978-0-486-31702-1.
• พิสตัน, วอลเตอร์ (1976). การเรียบเรียงดนตรี (  ฉบับที่ 7). ลอนดอน: วิคเตอร์ โกลแลนซ์ จำกัด. OCLC 1016330383 . 
• ริกเดน, จอห์น เอส (1977). ฟิสิกส์และเสียงดนตรี . นิวยอร์ก: ไวลีย์. ISBN 978-0-471-87412-6.
• Siminoff, Roger H. (2002). คู่มือช่างทำเครื่องดนตรี: คู่มือการสร้างเสียงที่ยอดเยี่ยมในเครื่องดนตรีสายอะคูสติก . มิลวอกี: Hal Leonard Corp. ISBN 978-0-634-01468-0.
• Rossing, Thomas, บรรณาธิการ (2014). Springer Handbook of Acoustics . นิวยอร์ก: Springer. ISBN 978-0-387-30446-5.
• วิชาร์ต, เทรเวอร์ (1996). เอ็มเมอร์สัน, ไซมอน (บรรณาธิการ). ว่าด้วยศิลปะแห่งเสียง . อัมสเตอร์ดัม: OPA. ISBN 978-3-7186-5847-3.
• วูด, อเล็กซานเดอร์ (1944). ฟิสิกส์ของดนตรี . ลอนดอน: Methuen & Co. Ltd. OCLC 640010938 . 
• Woodhouse, J.; Galluzzo, PM (2004). "สายที่ถูกสีด้วยคันชักอย่างที่เรารู้จักในปัจจุบัน" (PDF) . Acta Acustica . 90 : 579– 589. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 26 มกราคม 2021 . สืบค้นเมื่อ11 พฤษภาคม 2020 .

• Askenfelt, A. (1995). "การสังเกตคันชักไวโอลินและการโต้ตอบกับสาย" (PDF) . STL-QPSR . 36 ( 2– 3): 23– 42. S2CID 17812511 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2019-03-07. 
• Bissinger, George (2006). "สะพานไวโอลินเป็นตัวกรอง"วารสารของสมาคมเสียงแห่งอเมริกา 120 ( 1): 482– 491. Bibcode : 2006ASAJ..120..482B . doi : 10.1121/1.2207576 . PMID 16875244 . 
• Cremer, Lothar (1984). ฟิสิกส์ของไวโอลิน (แปลจากPhysik der Geigeโดย John S. Allen). เคมบริดจ์ แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT ไอเอสบีเอ็น 978-0-262-03102-8.
• รามาน, ซี.วี. (1918). "เกี่ยวกับทฤษฎีกลศาสตร์ของการสั่นสะเทือนของสายสีและเครื่องดนตรีในตระกูลไวโอลิน" สมาคมส่งเสริมวิทยาศาสตร์แห่งอินเดีย

• ส่วนที่ 1 (หน้า 1-276)
• ส่วนที่ 2 (หน้า 277-331)
• ส่วนที่ 3 (หน้า 332-389)

• Saunders, FA (ตุลาคม 1937). " กลไกการทำงานของไวโอลิน " ในThe Journal of the Acoustical Society of America , Vol. 9, No. 2, pp.  81–98. ( ต้องลงทะเบียนเพื่อเข้าถึง ) (พฤษภาคม 2020)
• ซาวาร์ต, เฟลิกซ์ (1819) Mémoire sur la การ ก่อสร้างเครื่องมือ à cordes et à archetsปารีส: Librairie Encyclopédique de Roret. โอซีแอลซี24148967 . (ในภาษาฝรั่งเศส)
• Schelleng, John C (มกราคม 1973). "สายที่ถูกสีและผู้เล่น"วารสารของสมาคมเสียงแห่งอเมริกา 53 ( 1): 26– 41. Bibcode : 1973ASAJ...53...26S . doi : 10.1121/1.1913322 .( ต้องลงทะเบียน ) (พฤษภาคม 2020)

• ไวโอลินทำงานอย่างไร? บทนำเกี่ยวกับเสียงของไวโอลินจัดพิมพ์โดยมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์
• เส้นทางผ่านป่า - การใช้ภาพทางการแพทย์ในการตรวจสอบเครื่องดนตรีโบราณการใช้เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ช่วย (CT Scanning) ในการตรวจสอบเครื่องดนตรีอิตาลีชั้นเยี่ยม เพื่อจำลองเสียงของเครื่องดนตรีเหล่านั้นในเครื่องดนตรีสมัยใหม่
• แอนิเมชั่นโมดอล - แอนิเมชั่นแสดงการสั่นของแผ่นโลหะบนไวโอลินที่ความถี่ต่างๆ จาก Borman Violins
• ภาพเคลื่อนไหวโครงร่างของไวโอลิน Stradivari ปี 1712 ที่ความถี่โหมดเฉพาะต่างๆ
• Piastra di Chladni: violinoวิดีโอYouTubeแสดงลวดลายที่เกิดขึ้นบนแผ่น Chladni รูปทรงไวโอลิน อัปโหลดโดย ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยมิลาน (ข้อความภาษาอิตาลี)