Hangvilla

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A hangvilla egy idiofon hangkeltő eszköz. Kétágú, U-alakú villa formájú, és rugalmas fémből, rendszerint acélból készül. Ha megütéssel rezgésre késztetik, akkor egy stabil hangmagasságon rezeg, mely legtöbbször a normál A-hang (440 Hz). Ezt a hangmagasságot néhány másodperc után szolgáltatja, miután a megütéskor keletkező magasabb részhangok elhalnak.[1] Természetesen más frekvenciát adó hangvilla is készülhet.[2][1] Fő alkalmazása a zenészek számára a hangszerek behangolásakor a kamarahang szolgáltatása.

Hangvilla

A hangvillát egy brit muzsikus, John Shore találta fel 1711-ben.[3]

A hangvilla elterjedt használatának fő oka az, hogy szemben sok más hangkeltő eszközzel, tiszta hangot produkál kevés és gyenge magasabb részhanggal. Ez amiatt van, hogy a magasabb részhangok közel két és fél oktávval feljebb hangzanak, mint a fő rezgés.[4]

A hangvilla használatának másik oka az, hogy könnyen kézben tartható, a rezgést nem tompítja a kézben tartás. Járulékos rezonátor nélkül a hangzás elég halk. Ennek az az oka, hogy a két villa hanghullámai ellentétes fázisban rezegnek, és már kis távolságban is kioltják egymást. Ha hangelnyelő anyagot helyezünk a villák közé, akkor ez a hatás korlátozódik, és hangosabban hallható az alaphang.

Bár a kereskedelemben kapható hangvillák hangmagassága gyárilag adott, a villák ágának reszelésével a hangmagasság hangolható. Az ág végéből lereszelt anyag emeli a hangmagasságot, míg az ágak alsó felének vékonyítása csökkenti azt. Az általánosan ismert hangvilla A=440 Hz alaphangot produkál, mert ez az elfogadott alaphang koncertzenészeknél hangszereik hangolásához. A hangvilla alapfrekvenciája kismértékben változhat a hőmérséklet függvényében.[5] A szabványos referenciahőmérséklet 20 °C.

A frekvencia kiszámítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hangvilla frekvenciája a villa méreteitől és anyagától függ: [6]

f = \frac{1.875^2}{2\pi l^2} \sqrt\frac{EI}{\rho A}

Ahol:

  • f a hangvilla frekvenciája Hertzben.
  • 1,875 a cos(x)cosh(x)=–1 egyenlet legkisebb pozitív megoldása.
  • l a villa ágainak hosszúsága méterben.
  • E a rugalmassági modulus.
  • I másodrendű nyomaték (m4).
  • ρ a hangvilla anyagának sűrűsége (kg/m3).
  • A A villa ágainak keresztmetszete (m2).

Az \frac{I}{A} kifejezés r^2/4-nek is írható, ha a villák r sugarú hengerek, és a^2/12-nek, ha négyzet keresztmetszetűek. Számos hangszernél is található a hangvillához hasonló megoldás, ezek között a legismertebb a Rhodes pianinó, ahol egy kalapáccsal ütő szerkezet hasonló elven működik, mint az egyszerű hangvilla.

Elektromechanikus és elektronikus megoldások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az Accutron egy elektromechanikus óra, mely 360 Hz–es alaphangot ad ki. Kvarcórákban 32,768 Hz-es frekvenciát használnak a kristályoszcillátorukban hangolási célra.

Orvosi és tudományos felhasználás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Rendszerint a C512-et alkalmazzák, mely 512 Hz frekvenciát használ hallás vizsgálathoz. C128 frekvenciát használnak a perifériális idegrendszer tesztelésére. Georg Friedrich Händel számára készített hangvilla szintén C512 hangzású volt.[7] Az alternatív medicinában is használatos a hangvilla technika (sonopunktúra, polaritásterápia).

Radar kalibráció[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A járművek sebességének mérésére használt radarpuskákat rendszerint hangvillával kalibrálják.[8] Az ilyen hangvillákon a sebességet és a radarsávot tüntetik fel.[9][10][11] Rezgő szerkezetű Giroszkópoknál használják a H-típusú hangvillákat.[12]

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Feldmann, H: History of the tuning fork. I: Invention of the tuning fork, its course in music and natural sciences. Pictures from the history of otorhinolaryngology, presented by instruments from the collection of the Ingolstadt German Medical History Museum. (hely nélkül): Laryngo- rhino- otologie 76 (2):. 1997. 

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b http://metal.elte.hu/~phexp/doc/rhh/f4s1s1.htm
  2. [1]
  3. Feldmann, H (1997). "History of the tuning fork. I: Invention of the tuning fork, its course in music and natural sciences. Pictures from the history of otorhinolaryngology, presented by instruments from the collection of the Ingolstadt German Medical History Museum". Laryngo- rhino- otologie 76 (2): 116–22. doi:10.1055/s-2007-997398. PMID 9172630.
  4. Tyndall, John (1915). Sound. New York: D. Appleton & Co.. p. 156. http://books.google.com/books?id=hCgZAAAAYAAJ&pg=PA156.
  5. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022460X99922575
  6. (1999.) „Dynamics of Transversely Vibrating Beams Using Four Engineering Theories”. Journal of Sound and Vibration 225 (5), 935. o. DOI:10.1006/jsvi.1999.2257.  
  7. The origin of the tuning fork - nih
  8. http://tf.nist.gov/timefreq/general/pdf/87.pdf
  9. Calibration of Police Radar Instruments, National Bureau of Standards, 1976
  10. Radar Gun FAQ. RadarGuns.com. OpticsPlanet, Inc., 2010. (Hozzáférés: 2010. április 8.)
  11. A detailed explanation of how police radars work. Radars.com.au. TCG Industrial, Perth, Australia, 2009. (Hozzáférés: 2010. április 8.)
  12. Proceedings of Anniversary Workshop on Solid-State Gyroscopy (19–21 May 2008. Yalta, Ukraine). - Kyiv-Kharkiv. ATS of Ukraine. 2009. - ISBN 978-976-0-25248-6.