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 पिच (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 की पिच दो प्रोंगों की लंबाई और द्रव्यमान पर निर्भर करती है। वे संगीत वाद्ययंत्रों को सुर प्रदान करने के लिए मानक पिच 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 की पिच 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 चरण (तरंगों) से 180 ° 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 एक वाइब्रेटिंग कांटे के बीच में फिसल जाती है, तो स्पष्ट मात्रा वास्तव में बढ़ जाती है, क्योंकि यह रद्दीकरण कम हो जाता है, जैसे कि लाउडस्पीकर को कुशलता से विकीर्ण करने के लिए एक लाउडस्पीकर संलग्नक की आवश्यकता होती है।

वाणिज्यिक स्वरित्र को कारखाने में सही पिच के लिए स्वरित किया जाता है, तथा हर्ट्ज में पिच 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 पिच बढ़ जाती है, जबकि प्रोंग्स के आधार पर इसे दाखिल करने से पिच कम हो जाती है।

वर्तमान में, सबसे आम स्वरित्र A = 440 हर्ट्ज़ का स्वर लगता है, मानक कंसर्ट पिच जो कई ऑर्केस्ट्रा उपयोग करते हैं। यह ए वायलिन के दूसरे स्ट्रिंग की पिच है, वियोला का पहला स्ट्रिंग, और सेलो के पहले स्ट्रिंग के ऊपर एक ऑक्टेव है।1750 और 1820 के बीच ऑर्केस्ट्रा ज्यादातर A = 423.5 Hz; हालांकि कई कांटे और कई अलग -अलग पिचें थे। मानक स्वरित्र उपलब्ध हैं जो पियानो के केंद्रीय ऑक्टेव के भीतर सभी पिचों पर कंपन करते हैं, और अन्य पिचों को भी।

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

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

कहाँ पे
 * $f$ आवृत्ति कांटा पर कंपन है,
 * $N$ and 3.516015 सबसे छोटे सकारात्मक समाधान का वर्ग है $cos(x)cosh(x) = −1$
 * $L$ प्रोंग्स की लंबाई है,
 * $E$ कांटा से बनाई गई सामग्री का युवा मापांक (लोचदार मापांक या कठोरता) है,
 * $I$ क्रॉस-सेक्शन के क्षेत्र का दूसरा क्षण है,
 * $ρ$ कांटा की सामग्री का घनत्व है, और
 * $A$ प्रोंग्स (टाइन्स) का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है।

अनुपात $I/A$ उपरोक्त समीकरण में फिर से लिखा जा सकता है $r^{2}/4$ यदि प्रोंग्स त्रिज्या के साथ बेलनाकार हैं $r$, और $a^{2}/12$ यदि प्रोंग्स में चौड़ाई का आयताकार क्रॉस-सेक्शन होता है $a$ गति की दिशा के साथ।

उपयोग
स्वरित्र को पारंपरिक रूप से संगीत ट्यूनिंग संगीत वाद्ययंत्रों के लिए इस्तेमाल किया गया है, हालांकि इलेक्ट्रॉनिक ट्यूनर ने उन्हें काफी हद तक बदल दिया है।फोर्क्स को इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला-चालित इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को प्रोंग्स के करीब रखकर विद्युत रूप से संचालित किया जा सकता है।

संगीत वाद्ययंत्र में
कीबोर्ड साधन म्यूजिकल इंस्ट्रूमेंट्स की एक संख्या ट्यूनिंग फोर्क्स के समान सिद्धांतों का उपयोग करती है।इनमें से सबसे लोकप्रिय रोड्स पियानो है, जिसमें हथौड़ों ने धातु के टाइन को मारा जो पिकअप (संगीत प्रौद्योगिकी) #Magnetic पिकअप के चुंबकीय क्षेत्र में कंपन करते हैं, जिससे एक संकेत मिलता है जो इलेक्ट्रिक प्रवर्धन को चलाता है।पहले, संयुक्त राष्ट्र-प्रवर्धित डुलसिटोन, जो सीधे स्वरित्र का उपयोग करते थे, कम मात्रा से पीड़ित थे।

घड़ियों और घड़ियों में
क्रिस्टल ऑसिलेटर जो आधुनिक क्वार्ट्ज घड़ियों और घड़ियों में टाइमकीपिंग तत्व के रूप में कार्य करता है, एक छोटे स्वरित्र के रूप में है।यह आमतौर पर अल्ट्रासाउंड रेंज (मानव सुनवाई की सीमा से ऊपर) में 32,768 की आवृत्ति पर कंपन करता है।यह एक इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर सर्किट द्वारा क्रिस्टल की सतह पर चढ़ाया धातु इलेक्ट्रोड पर लागू छोटे दोलन वोल्टेज द्वारा कंपन करने के लिए बनाया जाता है।क्वार्ट्ज पीजोइलेक्ट्रिक है, इसलिए वोल्टेज टाइन्स को तेजी से आगे और पीछे झुकता है।

Accutron, मैक्स हेटज़ेल द्वारा विकसित विद्युत -यांत्रिक घड़ियाँ घड़ियाँ और 1960 में बुलोवा द्वारा निर्मित, 1960 में, एक 360-हेटर्स स्टील ट्यूनिंग फोर्क का उपयोग अपने टाइमकीपर के रूप में किया, जो एक बैटरी-संचालित ट्रांजिस्टर ऑसिलेटर सर्किट से जुड़े इलेक्ट्रोमैग्नेट्स द्वारा संचालित था।कांटा पारंपरिक बैलेंस व्हील घड़ियों की तुलना में अधिक सटीकता प्रदान करता है।ट्यूनिंग कांटा की गुनगुना ध्वनि तब श्रव्य थी जब घड़ी कान में आयोजित की गई थी।

चिकित्सा और वैज्ञानिक उपयोग
आम ए = 440 मानक के विकल्प में सी = 512 के मानक पिच के साथ वैज्ञानिक पिच शामिल हैं।जॉन विलियम स्ट्रैट के अनुसार, तीसरे बैरन रेले, भौतिक विज्ञानी और ध्वनिक उपकरण निर्माताओं ने इस पिच का उपयोग किया। ट्यूनिंग फोर्क जॉन शोर (ट्रम्पेटर) ने जॉर्ज फ्राइड्रिक हैंडेल को सी = 512 का उत्पादन किया। स्वरित्र, आमतौर पर C512, का उपयोग चिकित्सा 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-पिच वाले, आमतौर पर C128 पर, का उपयोग परिधीय तंत्रिका तंत्र की परीक्षा के हिस्से के रूप में कंपन भावना की जांच करने के लिए भी किया जाता है। आर्थोपेडिक सर्जरी ने उन चोटों का आकलन करने के लिए एक ट्यूनिंग कांटा (सबसे कम आवृत्ति C = 128) का उपयोग करके खोज की है जहां हड्डी के फ्रैक्चर का संदेह है।वे संदिग्ध फ्रैक्चर के ऊपर त्वचा पर कंपन कांटा 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 आग लगाता 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 में प्रकाशित एक व्यवस्थित समीक्षा से पता चलता है कि यह तकनीक नैदानिक उपयोग के लिए विश्वसनीय या सटीक नहीं है।

ट्यूनिंग फोर्क्स भी कई वैकल्पिक चिकित्सा प्रथाओं 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 ट्यूनिंग कांटा 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 कैलिब्रेट किए जाते हैं।

gyroscopes में
दोगुना और एच-प्रकार की ट्यूनिंग कांटे का उपयोग सामरिक-ग्रेड वाइब्रेटिंग स्ट्रक्चर गायरोस्कोप#ट्यूनिंग फोर्क गायरोस्कोप और विभिन्न प्रकार के माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिक सिस्टम के लिए किया जाता है।

स्तर सेंसर
ट्यूनिंग फोर्क वाइब्रेटिंग लेवल सेंसर#प्वाइंट लेवल लिक्विड्स का सेंसिंग हिस्सा बनाता है।ट्यूनिंग फोर्क को पीज़ोइलेक्ट्रिक डिवाइस द्वारा अपनी गुंजयमान 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 पैरामीटर के रूप में किया जाता है। तरल पदार्थों के लिए, तरल पदार्थों के संपर्क में आने पर ट्यूनिंग कांटा की गुंजयमान आवृत्ति बदल जाती है, आवृत्ति में परिवर्तन का उपयोग स्तर का पता लगाने के लिए किया जाता है।

यह भी देखें

 * इलेक्ट्रॉनिक ट्यूनर
 * पिच पाइप
 * सवार्ट व्हील
 * टोनोमीटर (संगीत)

बाहरी कड़ियाँ

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