ट्यूनिंग कांटा

एक स्वरित्र लोचदार धातु (आमतौर पर स्टील) के यू-आकार के बार से बने प्रोंग्स (टाइन (संरचनात्मक)) के साथ दो आयामी कांटे के रूप में एक ध्वनिक गुंजयमान यंत्र है। यह एक विशिष्ट स्थिर तारत्व (संगीत) पर प्रतिध्वनित जब इसे किसी सतह या किसी वस्तु से मारकर कंपन किया जाता है,  और एक बार उच्च अधिस्वर फीका होने के बाद एक शुद्ध संगीत स्वर का उत्सर्जन करता है।एक स्वरित्र का तारत्व दो प्रोंगों की लंबाई और द्रव्यमान पर निर्भर करता है। वे संगीत वाद्ययंत्रों को सुर प्रदान करने के लिए मानक तारत्व के पारंपरिक स्रोत हैं।

स्वरित्र का आविष्कार 1711 में ब्रिटिश संगीतकार जॉन शोर (तुरहीर), सार्जेंट ट्रम्पेटर और शाही दरबार के लुटेनिस्ट द्वारा किया गया था।

विवरण
एक स्वरित्र एक कांटा के आकार का ध्वनिक अनुनादक है जिसका उपयोग कई अनुप्रयोगों में एक निश्चित स्वर का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। कांटे के आकार का उपयोग करने का मुख्य कारण यह है कि, कई अन्य प्रकार के अनुनादकों के विपरीत, यह एक बहुत ही शुद्ध स्वर का उत्पादन करता है, जिसमें मौलिक आवृत्ति पर अधिकांश कंपन ऊर्जा होती है। इसका कारण यह है कि पहले अधिस्वर की आवृत्ति, मूल आवृत्ति से $5^{2}⁄2^{2}$ = $25⁄4$ = $6 1/4$ गुना (लगभग $2 1/2$ सप्तक इससे अधिक)। तुलनात्मक रूप से, कंपन युक्त तार या धातु शलाका का पहला अधिस्वर मूल स्वर से एक सप्तक अधिक (दो बार) है, इसलिए जब तार को खींचा जाता है या बार(शलाका) को मारा जाता है, तो इसके कंपन मूल और अधिस्वर आवृत्तियों को मिलाते हैं।जब स्वरित्र मारा जाता है, तो बहुत कम ऊर्जा अधिस्वर अवस्था में चली जाती है, वे मूल आवृत्ति पर एक शुद्ध साइन लहर छोड़ते हुए, तेजी से मर भी जाते हैं। इस शुद्ध स्वर के साथ अन्य उपकरणों को स्वरित करना आसान है।

कांटे कि आकृति का उपयोग करने का एक और कारण यह है कि इसे दोलन को कम किए बिना आधार पर रखा जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कंपन कि इसकी मुख्य विधा सममित है, जिसमे दोनों प्रोंग हमेशा विपरीत दिशाओं में चलते हैं, ताकि आधार पर जहां दोनो प्रोंग मिलते हैं वहां एक नोड (बिना कंपन गति का बिंदु) होता है जिसे ऊर्जा को हटाए बिना दोलन द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। हालांकि, अभी भी इसकी अनुदैर्ध्य दिशा में हैंडल में एक छोटी गति प्रेरित है (इस प्रकार प्रोंग्स के दोलन के लिए समकोण पर) जिसे किसी भी प्रकार के ध्वनि बोर्ड(संगीत) का उपयोग करके श्रव्य बनाया जा सकता है। इसी प्रकार जैसे कि एक लकड़ी के बक्से, टेबल टॉप या एक संगीत वाद्ययंत्र पर एक ध्वनि बोर्ड के खिलाफ स्वरित्र के आधार को दबाकर उत्पन्न यह छोटी गति, लेकिन जो एक उच्च ध्वनि दबाव (इस प्रकार एक बहुत उच्च ध्वनिक प्रतिबाधा) है, आंशिक रूप से यह हवा में श्रव्य ध्वनि में परिवर्तित होता है जिसमें अपेक्षाकृत कम दबाव (इस प्रकार कम ध्वनिक प्रतिबाधा) में बहुत अधिक गति (कण वेग) शामिल होती है। एक स्वरित्र के तारत्व को सीधे अस्थि चालन के माध्यम से भी सुना जा सकता है, कान के पीछे हड्डी के खिलाफ स्वरित्र को दबाकर, या यहां तक कि कांटे के तने को किसी के दांतों में पकड़कर, आसानी से दोनों हाथों को मुक्त करके भी सुना जा सकता है। एक स्वरित्र का उपयोग करके अस्थि चालन विशेष रूप से मध्य कान को बायपास करने व सुनने के लिए वेबर और रिन्ने परीक्षणों में उपयोग किया जाता है। यदि यह खुली हवा में आयोजित किया जाता है, तो स्टील और हवा के बीच ध्वनिक प्रतिबाधा बेमेल के कारण स्वरित्र की आवाज़ बहुत कम होती है। इसके अलावा, चूंकि प्रत्येक प्रोंग से निकलने वाली कमजोर ध्वनि तरंगें 180 ° चरण से बाहर होती हैं, वे दो विपरीत तरंगों के हस्तक्षेप (वेव मोशन), काफी हद तक एक दूसरे को रद्द कर रहे हैं।इस प्रकार जब एक ठोस शीट को कम्पित कांटे के बीच में रखा जाता है, तो स्पष्ट मात्रा वास्तव में बढ़ जाती है, क्योंकि यह रद्दीकरण कम हो जाता है, ठीक वैसे ही जैसे कि लाउडस्पीकर को कुशलता से विकीर्ण करने के लिए एक लाउडस्पीकर संलग्नक की आवश्यकता होती है।

वाणिज्यिक स्वरित्र को कारखाने में सही तारत्व के लिए स्वरित किया जाता है, तथा हर्ट्ज में तारत्व और आवृत्ति पर मुहर लगाई जाती है। प्रोंग्स में सामग्री शामिल करके उन्हें वापस प्रयोग में लाया जा सकता है।प्रोंग्स के सिरों में इसे शामिल करने से तारत्व बढ़ जाता है, जबकि प्रोंग्स के आधार पर इसे दाखिल करने से तारत्व कम हो जाता है।

वर्तमान में, सबसे आम स्वरित्र A = 440 हर्ट्ज़ का स्वर लगता है, मानक कंसर्ट तारत्व जो कई ऑर्केस्ट्रा उपयोग करते हैं। यह ए वायलिन के दूसरे स्ट्रिंग(डोरी) की तारत्व है, वियोला की पहली डोरी, और सेलो के पहले डोरी के ऊपर एक सप्तक है।1750 और 1820 के बीच ऑर्केस्ट्रा ज्यादातर A = 423.5 हर्ट्ज़ का इस्तेमाल करते थे, हालांकि कई कांटे (फोर्क) और कई अलग -अलग तारत्व थे। मानक स्वरित्र उपलब्ध हैं जो पियानो के केंद्रीय सप्तक के भीतर सभी तारत्व पर कंपन करते हैं, और अन्य तारत्व पर भी कंपन करते हैं।

स्वरित्र तारत्व तापमान के साथ थोड़ा भिन्न होता है, मुख्य रूप से बढ़ते तापमान के साथ स्टील के लोच के मापांक में थोड़ी कमी के कारण भी यह थोड़ा भिन्न होता है । स्टील स्वरित्र के लिए 48 भागों में प्रति मिलियन प्रति °फ़ारेनहाइट (86 ppm प्रति °C) की आवृत्ति में परिवर्तन विशिष्ट है। बढ़ते तापमान के साथ आवृत्ति कम हो जाती है (सपाट हो जाती है )। स्वरित्र को एक मानक तापमान पर अपनी सही तारत्व के लिए निर्मित होते है। तापमान और दबाव के लिए मानक स्थिति है 20 °C, लेकिन 15 °C एक पुराना मानक है। तापमान परिवर्तन के साथ अन्य उपकरणों का तारत्व भी भिन्नता के अधीन है।

आवृत्ति की गणना
एक स्वरित्र की आवृत्ति इसके आयामों और इससे बनी चीजों पर निर्भर करती है:
 * $$f = \frac{N}{2\pi L^2} \sqrt\frac{EI}{\rho A},$$

जहाँ पर,
 * $f$ वह आवृत्ति है, जिस पर कांटा कंपन करता है,
 * $N$ ≈ 3.516015 के सबसे छोटे धनात्मक समाधान का वर्ग है $cos(x)cosh(x) = −1$
 * $L$ प्रोंग्स की लंबाई है,
 * $E$ कांटा से बनाई गई सामग्री का यंग मापांक (लोचदार मापांक या कठोरता) है,
 * $I$ अनुप्रस्थ काट के क्षेत्र का दूसरा क्षण है,
 * $ρ$ कांटा की सामग्री का घनत्व है, और
 * $A$ प्रोंग्स (टाइन्स) का अनुप्रस्थ काट क्षेत्र है।

ऊपर दिए गए समीकरण में अनुपात $I/A$ को $r^{2}/4$ के रूप में लिखा जा सकता है यदि प्रोंग्स त्रिज्या $r$ के साथ बेलनाकार हैं, और $a^{2}/12$ यदि प्रोंग्स कि अनुप्रस्थ काट आयतकार है जिसकी चौड़ाई $a$, गति की दिशा में है।

उपयोग
स्वरित्र को पारंपरिक रूप से संगीत वाद्ययंत्रों को स्वरित करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, हालांकि इलेक्ट्रॉनिक समस्वरित्र ने उन्हें काफी हद तक बदल दिया है। कांटे को इलेक्ट्रॉनिक दोलक-चालित विद्युत चुम्बकों को प्रोंग्स के करीब रखकर विद्युत रूप से संचालित किया जा सकता है।

संगीत वाद्ययंत्र में
कई कीबोर्ड साधन संगीत वाद्ययंत्र स्वरित्र के समान सिद्धांतों का उपयोग करते है। इनमें से सबसे लोकप्रिय रोड्स पियानो है, जिसमें हथौड़े धातु के टीन्स से टकराते हैं जो एक पिकअप के चुंबकीय क्षेत्र में कंपन करते हैं, जिससे एक संकेत मिलता है जो विद्युत प्रवर्धन को चलाता है। पहले से अप्रवर्धित डुलसिटोन(वाद्ययंत्र), जो सीधे स्वरित्र का उपयोग करते थे, कम आवाज उत्पन्न करने से ग्रसित थे।

दीवार घड़ियों और कलाई घड़ियों में
क्वार्ट्ज क्रिस्टल जो आधुनिक क्वार्ट्ज घड़ियों और घड़ियों में टाइमकीपिंग(समय निर्धारित करने की क्रिया) तत्व के रूप में कार्य करता है, एक छोटे स्वरित्र के रूप में होता है। यह आमतौर पर अल्ट्रासोनिक रेंज (मानव सुनवाई की सीमा से ऊपर) में 32,768 हर्ट्ज की आवृत्ति पर कंपन करता है।यह एक विद्युत दोलक सर्किट द्वारा क्रिस्टल की सतह पर चढ़ाया धातु इलेक्ट्रोड पर लागू छोटे दोलन वोल्टेज द्वारा कंपन करने के लिए बनाया जाता है।क्वार्ट्ज दाबविद्युत क्रिस्टल है, इसलिए वोल्टेज टाइन्स को तेजी से आगे और पीछे झुकता है।

एक्यूटॉर्न, मैक्स हेटज़ेल द्वारा विकसित और 1960 में बुलोवा द्वारा निर्मित विद्युत -यांत्रिक घड़ियाँ अपने समय निर्धारित करने की क्रिया के रूप में एक 360-हर्ट्ज स्टील स्वरित्र का उपयोग करती है, जो एक बैटरी-संचालित ट्रांजिस्टर दोलक सर्किट से जुड़े विद्युत चुम्बकों द्वारा संचालित था। कांटा पारंपरिक संतुलन पहिया घड़ियों की तुलना में अधिक सटीकता प्रदान करता है। घड़ी को कान से लगाने पर स्वरित्र की गुनगुनाहट सुनाई देती थी।

चिकित्सा और वैज्ञानिक उपयोग
आम ए = 440 मानक के विकल्प में सी = 512 के मानक तारत्व के साथ वैज्ञानिक तारत्व शामिल हैं। रेले के अनुसार, भौतिक विज्ञानी और ध्वनिक उपकरण निर्माताओं ने इस तारत्व का उपयोग किया था। जॉन शोर (ट्रम्पेटर) ने जॉर्ज फ्राइड्रिक हैंडेल को जो स्वरित्र दिया वह सी = 512 का उत्पादन करता है। स्वरित्र, आमतौर पर C512, का उपयोग चिकित्सकों द्वारा रोगी की सुनवाई का आकलन करने के लिए किया जाता है। यह आमतौर पर दो परीक्षाओं के साथ किया जाता है, जिसे वेबर टेस्ट और रिन्ने टेस्ट कहा जाता है। कम-तारत्व वाले आमतौर पर C128, का उपयोग परिधीय तंत्रिका तंत्र की परीक्षा के हिस्से के रूप में कंपन भावना की जांच करने के लिए भी किया जाता है।

हड्डी शल्य चिकित्सक ने उन चोटों का आकलन करने के लिए एक स्वरित्र (सबसे कम आवृत्ति C = 128) का उपयोग करके पता लगाया है जहां हड्डी के फ्रैक्चर का संदेह है। वे संदिग्ध फ्रैक्चर के ऊपर त्वचा पर स्वरित्र के अंत को पकड़ते हैं, उत्तरोत्तर संदिग्ध फ्रैक्चर के करीब।यदि कोई फ्रैक्चर है, तो हड्डी का पेरियोस्टेम कंपन करता है और नोकिट्रोप्रेटर्स (दर्द रिसेप्टर्स) को तेज करता है, जिससे स्थानीय तेज दर्द होता है। यह एक फ्रैक्चर का संकेत दे सकता है, जिसे व्यवसायी मेडिकल एक्स-रे के लिए संदर्भित करता है।एक स्थानीय मोच का तेज दर्द एक गलत सकारात्मक दे सकता है। स्थापित अभ्यास, हालांकि, एक एक्स-रे की परवाह किए बिना की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह एक वास्तविक फ्रैक्चर को याद करने से बेहतर है, जबकि एक प्रतिक्रिया का मतलब है कि मोच।बीएमजे ओपन में 2014 त ए हैक  व्यवस्थित समीक्षा से पता चलता है कि यह तकनीक नैदानिक उपयोग के लिए विश्वसनीय या सटीक नहीं है।

स्वरित्र भी कई वैकल्पिक चिकित्सा पद्धतियों में एक भूमिका निभाते हैं, जैसे कि सोनोपंक्चर और ध्रुवीयता चिकित्सा

रडार गन अंशांकन
एक रडार गन जो कारों की गति या खेल में एक गेंद को मापता है, आमतौर पर एक स्वरित्र के साथ कैलिब्रेट किया जाता है। आवृत्ति के बजाय, इन कांटे को अंशांकन गति और रडार बैंड (जैसे, एक्स-बैंड या के-बैंड) के साथ लेबल किया जाता है, जिसके लिए वे अंशांकन किए जाते हैं।

gyroscopes में
दोहरे और एच-प्रकार के स्वरित्र का उपयोग सामरिक-कोटि कम्पित संरचना गायरोस्कोप और विभिन्न प्रकार के माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिक तंत्र के लिए किया जाता है।

स्तर सेंसर
स्वरित्र कंपन बिंदु स्तर सेंसर का संवेदन भाग बनाता है। स्वरित्र को पीज़ोइलेक्ट्रिक यन्त्र द्वारा अपनी अनुनादी आवृत्ति पर कंपन किया जाता है। ठोस पदार्थों के संपर्क में आने पर, दोलन का आयाम नीचे चला जाता है, उसी का उपयोग ठोस के लिए बिंदु स्तर का पता लगाने के लिए एक स्विचिंग विनिर्देशों के रूप में किया जाता है। तरल पदार्थों के लिए, तरल पदार्थों के संपर्क में आने पर स्वरित्र की अनुनादक आवृत्ति बदल जाती है, आवृत्ति में परिवर्तन का उपयोग स्तर का पता लगाने के लिए किया जाता है।

यह भी देखें

 * वैद्युत समस्वरक
 * तारत्व पाइप
 * सवार्ट व्हील
 * टोनोमीटर (स्वरमापी)

बाहरी कड़ियाँ

 * Onlinetuningfork.com, an online tuning fork using Macromedia Flash Player.