Frequenz einer Stimmgabel

Nö. Die Frequenz der Stimmgabel hängt nicht von der Kraft ab, mit der sie angeschlagen wird . Jede Stimmgabel hat ihre eigene Wunschfrequenz. Und daher sagen die Leute normalerweise: "Hey - nimm diese Gabel, die mit 432 Hz (ein Beispiel) darauf ...".

Die Schwingungen werden normalerweise nach einiger Zeit gedämpft. Aber die Frequenz bleibt immer noch gleich ... Normalerweise hängt die Frequenz einer Stimmgabel nur von der Eigenschaft ihres Materials ab.

Wenn Sie sich den Wikipedia-Artikel zur Frequenz ansehen , stellt sich heraus, dass die Frequenz lautet

Wo$F$ist die Frequenz,$l$ist die Länge der Zinken,$E$ist der Elastizitätsmodul des Materials (der mit der Steifigkeit zusammenhängt),$I$ist das zweite Flächenmoment der Zinken (das mit der Trägheit zusammenhängt),$A$ist die Querschnittsfläche der Zinken und$\rho$ist die Dichte des Materials.

Dies zeigt deutlich, dass die Parameter alle Eigenschaften des Materials sind, aus dem die Gabel besteht, sowie ihre Form.

Die Schwingungsfrequenzen einer Stimmgabel können durch die Kraft beeinflusst werden, mit der sie angeschlagen wird. Je nach Größe, Richtung, Anzahl und Ort der Angriffspunkte könnten andere Schwingungsmoden als die Grundmode angeregt werden. Jeder dieser Schwingungsmodi hat eine andere Frequenz. Die Modenfrequenzen sind charakteristisch, müssen aber nicht unbedingt immer alle angeregt werden. Für eine Stimmgabel werden hier als Animationen der Grundschwingungsmodus, der Klirrschwingungsmodus, der asymmetrische In-Plane-Modus, der Out-of-Plane-Biegemodus und der asymmetrische Out-of-Plane-Modus gezeigt .

Die auf der Stimmgabel eingravierte Frequenz ist für den Grundmodus. Als Pitch-Referenz-Gerät sollten die anderen Moden (einer hochwertigen Gabel) nicht leicht stark zu erregen sein und schnell dämpfen. Aber Sie sollten beeinflussen können, wie stark die Nebenmodi angeregt werden, indem Sie auf die Gabel schlagen.

Alle physikalischen harmonischen Oszillatoren ändern ihre Frequenz gegenüber der Schwingungsamplitude (sogar Präzisionspendeluhren). Wenn die Zinken einer Stimmgabel sehr hart angeschlagen werden, sinkt die Frequenz, weil sich die Zinken weiter bewegen müssen und; Die innere Rückstellkraft steigt zwar auch mit der Verschiebung, aber es wird nicht ausreichen, die Frequenz genau konstant zu halten. So machen billige Weichmetallschwinger "Boing" oder "Twang". Diese Onomatopoesen ahmen den charakteristischen Frequenzanstieg nach, wenn der Oszillatorton schnell ausklingt, das Metall durch immer kleinere Bögen schwingt und so die Rückstellkraft des Metalls immer linearer zur Verschiebungsentfernung wird. Dieser Effekt wird als "Overdrive" oder Betreiben eines Oszillators im "nichtlinearen Regime" bezeichnet. aber natürlich ist dieser Effekt immer bis zu einem gewissen Grad vorhanden, wenn man genau genug hinschaut, in jedem Parameterregime. Auf der Ebene der Instrumentenstimmgenauigkeit wird dieser Effekt nicht schlimm genug sein, um eine inakzeptable Tonhöhengenauigkeit zu verursachen, da er bei den von mir untersuchten Gabeln weit unter etwa 0,1 Hz oder 1 Cent liegt; Musik klingt innerhalb dieser Genauigkeit OK. Aber für eine selbstgebaute Stimmgabel könnte dieser Effekt schlecht sein. Ich stelle fest, dass entgegen den vorherigen Meinungen auf dieser Webseite oben; Die Dichte der umgebenden Luft, des Holzes oder des Mediums, in dem die Schwingungen von der Stimmgabel weggetragen werden, verringert nur die Frequenz a 1 Hz oder 1 Cent in den von mir untersuchten Gabeln; Musik klingt innerhalb dieser Genauigkeit OK. Aber für eine selbstgebaute Stimmgabel könnte dieser Effekt schlecht sein. Ich stelle fest, dass entgegen den vorherigen Meinungen auf dieser Webseite oben; Die Dichte der umgebenden Luft, des Holzes oder des Mediums, in dem die Schwingungen von der Stimmgabel weggetragen werden, verringert nur die Frequenz a 1 Hz oder 1 Cent in den von mir untersuchten Gabeln; Musik klingt innerhalb dieser Genauigkeit OK. Aber für eine selbstgebaute Stimmgabel könnte dieser Effekt schlecht sein. Ich stelle fest, dass entgegen den vorherigen Meinungen auf dieser Webseite oben; Die Dichte der umgebenden Luft, des Holzes oder des Mediums, in dem die Schwingungen von der Stimmgabel weggetragen werden, verringert nur die Frequenz awinzigMenge, vielleicht umso mehr, je höher die Dichte des Mediums ist, oder vielleicht diktiert die Geschwindigkeit des Energieflusses von der Gabel weg direkt das "Ziehen" der Gabelfrequenz nach unten, aber es wird einen gewissen Abfall geben, wenn die Umgebung der Gabel sie berührt und interagiert mit seiner Schwingung. Dies ist jedoch normalerweise nicht auf einem Niveau, das hoch genug ist, um musikalische Anwendungen zu betreffen. Das liegt daran, dass die Zinkenbewegung aufgrund der Masse und Geschwindigkeit und Stärke des Metalls eine große Menge an gespeicherter Energie hat. Eine so kraftvolle Bewegung kann nur durch ein Medium mit geringer Dichte wie Luft auf einer sehr subtilen Ebene unterhalb der Bedeutung von Musik verändert werden. Aber im Falle einer Temperaturungleichheit zwischen der Gabel und der Luft: Wenn diese Luft die Gabel erwärmt, verändert die Luft die Eigenschaften des Metalls der Gabel und beeinflusst die Frequenz indirekt über diesen langsameren thermischen Weg. nicht durch die Luft, die die Tonhöhe selbst ändert, wie von den Leuten oben auf dieser Seite vorgeschlagen. Ich merke an: Die von den anderen Postern oben erwähnte Wirkung von Helium, das die Frequenzen ändert, ist nicht korrekt, wenn es eingeatmet wird, ändert es die Resonanz des Stimmtrakts. Ein solches Phänomen betrifft keine Stimmgabeln, und daher ist seine Tonhöhe in Helium praktisch dieselbe wie in Luft (wenn man die von mir erwähnten mikroskopischen Effekte ignoriert).

Ich glaube, dass die Kraft die Frequenz des erzeugten Klangs nicht beeinflusst, basierend auf der Funktionsweise von Gitarrensaiten. Jeden Punkt ansprechen:

• Sie haben verschiedene Saiten mit unterschiedlichen Dichten, die unterschiedliche Töne ergeben, also ja, die Steifheit der Zinken ist ein Faktor.
• Sie drücken die Saite an verschiedenen Positionen, um unterschiedliche Töne zu erzeugen, also ja auch für die Länge.
• Ich habe nie eine Veränderung im Ton bemerkt, ob die Saiten stärker oder schwächer gesteckt sind. Die Lautstärke ist anders, nicht der Ton.
• Wenn Sie wirklich die Frequenz des Tons meinen, den die Gabel erzeugt, dann würde ich Ja sagen, basierend darauf, wie Menschen Kohlendioxid verwenden können, um ihre Stimme höher klingen zu lassen.
• Da die Luftdichte unmittelbar mit der Temperatur zusammenhängt, würde ich auch dazu ja sagen.

BEARBEITEN: Da sich die Frage anscheinend nicht auf den Klang bezieht, den die Stimmgabel erzeugt, sind die letzten beiden Optionen nicht gültig.