ट्यूनिंग कांटा: Difference between revisions

[[Image:Mode Shape of a Tuning Fork at Eigenfrequency 440.09 Hz.gif|thumb|A-440 स्वरित्र (बहुत अतिरंजित) की गति अपने प्रमुख [[सामान्य मोड]] में कंपन करती है]]एक स्वरित्र एक कांटे के आकार का ध्वनिक अनुनादक है जिसका उपयोग कई अनुप्रयोगों में एक निश्चित स्वर उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसआकार 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 अत्यधिक कंपन ऊर्जा होती है। इसका कारण यह है कि पहले अधिस्वर की आवृत्ति, मूल आवृत्ति से {{sfrac|5²|2²}} = {{sfrac|25|4}} = {{frac|6|1|4}} गुना (लगभग {{frac|2|1|2}} सप्तक इससे अधिक)।<ref>{{cite book | last = Tyndall | first = John | title = Sound | publisher = D. Appleton & Co. | year = 1915 | location = New York | page = 156 | url = https://books.google.com/books?id=hCgZAAAAYAAJ&pg=PA156}}</ref> तुलनात्मक रूप से, कंपन युक्त तार या धातु बार 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 को धातु बार पर मारा जाता है, तो बहुत कम ऊर्जा अधिस्वर अवस्था में चली जाती है, वे मूल आवृत्ति पर एक शुद्ध साइन लहर छोड़ते हुए, तथा तेजी से खत्म 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 छड़ सदैव विपरीत दिशाओं में चलते हैं, ताकि आधार पर जहां दोनो छड़े मिलती 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 हत्थे में एक छोटी गति प्रेरित है (इस प्रकार प्रोंग्स के दोलन के लिए समकोण पर) जिसे किसी भी प्रकार के [[साउंड बोर्ड (संगीत)|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, अल्प रूप से यह हवा में श्रव्य ध्वनि में परिवर्तित होती है जिसमें अपेक्षाकृत कम दबाव (इस प्रकार कम ध्वनिक प्रतिबाधा) में बहुत अधिक गति ([[कण वेग]]) सम्मिलित होती है।<ref>{{cite book|title=The Science of Sound|edition=3rd|first1=Thomas D.|last1=Rossing|first2=F. Richard|last2=Moore|first3=Paul A.|last3=Wheeler|publisher=Pearson|year=2001|isbn=978-0805385656}}{{page needed|date=January 2017}}</ref> एक स्वरित्र के तारत्व को सीधे [[हड्डी चालन|अस्थि चालन]] के माध्यम से भी सुना जा सकता है, कान के पीछे हड्डी के खिलाफ स्वरित्र को दबाकर, या यहां तक कि छड़ो के तने को किसी के दांतों में पकड़कर, आसानी से दोनों हाथों को मुक्त करके भी सुना जा सकता है।<ref>{{cite book|title=Teach Yourself to Play Mandolin|url=https://books.google.com/books?id=1jFWy2qR4U4C&q=bone+conduction|publisher=Alfred Music Publishing|access-date=3 July 2015|author=Dan Fox|date=1996|isbn=9780739002865}}</ref> एक स्वरित्र का उपयोग करके अस्थि चालन में 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 आवाज बहुत कम होती है। इसके अलावा, चूंकि प्रत्येक छड़ो 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 छड़ो के बीच में रखा जाता है, तो स्पष्ट मात्रा वास्तव में बढ़ जाती है, क्योंकि यह रद्द करने कि प्रक्रिया कम हो जाती 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। छड़ो में सामग्री सम्मिलित करके उन्हें वापस प्रयोग में लाया जा सकता है। छड़ो के सिरों में इसे सम्मिलित करने से तारत्व बढ़ जाता है, जबकि छड़ो के आधार पर इसे सम्मिलित करने से तारत्व कम हो जाता है।

वर्तमान में, सबसे साधारण स्वरित्र A = 440 हर्ट्ज़ का स्वर होता है, मानक [[कंसर्ट पिच|कंसर्ट तारत्व]] जो कई ऑर्केस्ट्रा उपयोग करते हैं। यह A 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 अधिकांशतः A = 423.5 हर्ट्ज़ का उपयोग करते थे, हालांकि कई छड़े (फोर्क) और कई अलग -अलग तारत्व थे।<ref>{{cite book |title= The Physics of Musical Instruments |edition= 2nd |first1= Neville H. |last1= Fletcher |first2= Thomas | last2= Rossing |publisher= Springer |year= 2008 |isbn= 978-0387983745 }}{{Page needed|date=January 2012}}</ref> 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 )।<ref>{{cite journal|url=https://books.google.com/books?id=xqU9AQAAIAAJ&pg=PA297 |journal=Journal of the Society of Arts |volume=28 |issue=545 |year= 1880 |pages=293–336 |title= On the History of Musical Pitch |first= Alexander J. |last= Ellis|bibcode=1880Natur..21..550E |doi=10.1038/021550a0 |doi-access=free }}</ref> स्वरित्र एक मानक तापमान पर अपनी सही तारत्व के लिए निर्मित होते है। [[तापमान और दबाव के लिए मानक स्थिति]] है {{convert|20|°C}}, लेकिन {{convert|15|°C}} एक पुराना मानक है। तापमान परिवर्तन के साथ अन्य उपकरणों का तारत्व भी भिन्नता के अनुसार काम करता है।

एक स्वरित्र की आवृत्ति इसके आयामों और इससे बनी चीजों पर निर्भर करती है:<ref>{{cite journal |doi=10.1006/jsvi.1999.2257 |title=Dynamics of Transversely Vibrating Beams Using Four Engineering Theories |year=1999 |last1=Han |first1=Seon M. |last2=Benaroya |first2=Haym |last3=Wei |first3=Timothy |journal=Journal of Sound and Vibration |volume=225 |issue=5 |pages=935–988|bibcode=1999JSV...225..935H |s2cid=121014931 |url=https://semanticscholar.org/paper/662944354b0741a96bc5416b10fd303df0ac76ae }}</ref>

: {{mvar|f}} वह [[आवृत्ति]] है, जिस पर छड़े कंपन करती है,

: {{math|{{mvar|N}}}} ≈ 3.516015 के सबसे छोटे धनात्मक समाधान का वर्ग है {{math|[[cosine|cos]](''x'')[[hyperbolic cosine|cosh]](''x'') {{=}} −1}}<ref>{{cite web | url=http://emweb.unl.edu/Mechanics-Pages/Scott-Whitney/325hweb/Beams.htm | title=Vibrations of Cantilever Beams: Deflection, Frequency, and Research Uses | last=Whitney | first=Scott | publisher=University of Nebraska–Lincoln | date=1999-04-23 | access-date=2011-11-09 }}</ref>

: {{mvar|L}} छड़ो की लंबाई है,

: {{mvar|E}} छड़े जिस सामग्री से बनी है, उसका यंग मापांक (लोचदार मापांक या कठोरता) है,

: {{mvar|I}} अनुप्रस्थ काट के [[क्षेत्र का दूसरा क्षण]] है,

: {{mvar|ρ}} छड़ो की सामग्री का [[घनत्व]] है, और

: {{mvar|A}} छड़ो (टाइन्स) की अनुप्रस्थ काट का [[क्षेत्र|क्षेत्रफल]] है।

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

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

कई [[कीबोर्ड साधन]] संगीत वाद्ययंत्र स्वरित्र के समान सिद्धांतों का उपयोग करते है। इनमें से सबसे लोकप्रिय [[रोड्स पियानो]] है, जिसमें हथौड़े धातु की छड़ो 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|डुलसिटोन(वाद्ययंत्र)]], जो सीधे स्वरित्र का उपयोग करते थे, कम आवाज उत्पन्न करते थे।

=== दीवार घड़ियों और कलाई घड़ियों में ===

[[File:Inside QuartzCrystal-Tuningfork.jpg|thumb|upright|एक आधुनिक [[क्वार्ट्ज घड़ी]] से क्वार्ट्ज क्रिस्टल अनुनादक, एक के आकार में गठित।यह [[अल्ट्रासाउंड|अल्ट्रासोनिक]] रेंज में 32,768 हर्ट्ज पर कंपन करता है।]]

[[Image:Accutron.jpg|thumb|upright|1960 के दशक से एक [[Bulova|बुलोवा]] एक्यूट्रॉन घड़ी, जो 360 हर्ट्ज पर कंपन करती है स्टील स्वरित्र (केंद्र में दृश्यमान) का उपयोग करती है।]]क्वार्ट्ज क्रिस्टल जो आधुनिक क्वार्ट्ज दीवार घड़ियों और कलाई घड़ियों में टाइमकीपिंग(समय निर्धारित करने की क्रिया) तत्व के रूप में कार्य करता है, एक छोटे स्वरित्र के रूप में होता है। यह सामान्यतः 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 [[पीजोइलेक्ट्रिक|दाबविद्युत क्रिस्टल]] है, इसलिए वोल्टेज छड़ो को तेजी से आगे और पीछे झुकता है।

[[Accutron|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-[[हेटर्स|हर्ट्ज]] स्टील स्वरित्र का उपयोग करती है, जो एक बैटरी-संचालित ट्रांजिस्टर दोलक सर्किट से जुड़े विद्युत चुम्बकों द्वारा संचालित था। छड़ पारंपरिक संतुलन पहिया घड़ियों की तुलना में अधिक सटीकता प्रदान करती है। घड़ी को कान से लगाने पर स्वरित्र की गुनगुनाहट सुनाई देती थी।  

[[Image:Tuning fork oscillator frequency standard.jpg|thumb|upright|1 kHz स्वरित्र [[वेक्यूम - ट्यूब|निर्वात - नली]] विद्युत dolak ने 1927 में अमेरिकी नेशनल ब्यूरो ऑफ स्टैंडर्ड्स (अब [[मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान]]) द्वारा 1927 में एक आवृत्ति मानक के रूप में उपयोग किया।]]साधारण A = 440 मानक के विकल्प में C = 512 के मानक तारत्व के साथ [[वैज्ञानिक पिच|वैज्ञानिक तारत्व]] सम्मिलित हैं। रेले के अनुसार, भौतिक विज्ञानी और ध्वनिक उपकरण निर्माताओं ने इस तारत्व का उपयोग किया था।<ref>{{cite book|last=Rayleigh|first=J. W. S.|title=The Theory of Sound|url=https://archive.org/details/theoryofsoundvol000709mbp|url-access=limited|year=1945|publisher=Dover|location=New York|isbn=0-486-60292-3|page=[https://archive.org/details/theoryofsoundvol000709mbp/page/n54 9]}}</ref> जॉन शोर (ट्रम्पेटर) ने [[जॉर्ज फ्राइड्रिक हैंडेल]] को जो स्वरित्र दिया वह C = 512 का उत्पादन करता है।<ref>{{cite journal |pmc=1291142 |title=The origin of the tuning fork |first1=RC |last1=Bickerton |first2=GS |last2=Barr |journal=[[Journal of the Royal Society of Medicine]] |volume=80 |issue=12 |pages=771–773 |date=December 1987 |pmid=3323515|doi = 10.1177/014107688708001215}}</ref>

स्वरित्र, सामान्यतः C512, का उपयोग चिकित्सकों द्वारा रोगी की सुनवाई का आकलन करने के लिए किया जाता है। यह सामान्यतः पर दो परीक्षाओं के साथ किया जाता है, जिसे वेबर टेस्ट और रिन्ने टेस्ट कहा जाता है। कम-तारत्व वाले सामान्यतः C128, का उपयोग परिधीय तंत्रिका तंत्र की परीक्षा के हिस्से के रूप में कंपन भावना की जांच करने के लिए भी किया जाता है।

एक रडार गन जो कारों की गति या खेल में एक गेंद को मापता है, सामान्यतः एक स्वरित्र के साथ कैलिब्रेट किया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://tf.nist.gov/timefreq/general/pdf/87.pdf|title=Calibration of Police Radar Instruments|publisher=National Bureau of Standards|date=1976|access-date=29 October 2008|archive-date=22 February 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20120222143735/http://tf.nist.gov/timefreq/general/pdf/87.pdf|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web| title = A detailed explanation of how police radars work | work = Radars.com.au | publisher = TCG Industrial|location= Perth, Australia | year = 2009 | url = http://radars.com.au/police-radar.php | access-date = 2010-04-08}}</ref> 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।