调音叉是一种以U型金属条制成的共鸣器,通常由钢制成。它具有两根树叉状的档杆(戟),当者碰击固体表面或物体时,就能产生特定的音高。这种纯净的声音会随着高音的消逝而持续发出。调音叉的音高取决于其档杆的长度和质量。作为传统的音高参考源,调音叉在音乐界内的重要性自1711年英国音乐家约翰·肖尔(John Shore)发明以来便牢不可破。
调音叉发出的音色极其纯净,帮助其他乐器的调音工作更加精确。
调音叉的独特形状使其能够生成非常纯净的音色,与许多其他类型的共鸣器相比,它的振动能量主要集中在基频上。这使得其第一泛音的频率会比基频高出约6又1/4倍的频率。相比之下,弦乐器或金属条的第一泛音则是基频的两倍,这导致其振动时混合了霸主音和泛音的频率。
调音叉碰击后,大部分的振动能量不会进入泛音模式,因此会迅速消逝,最终留下纯正的正弦波形。这种纯粹的音调使得调音工作变得更加简便。此外,调音叉的底部允许静ても拿捏,不会抑制其振动,因为其振动主要是对称的,两根档杆向相反方向运动,形成一个节点。
当调音叉的底部压在声音板上时,微小的振动会产生显著的声音。
在音乐器坛上,调音叉最为人知的用途是用于调音,尽管现今电子调音器已基本取代传统调音叉。然而,调音叉在某些音乐器具中仍在使用。例如,罗德斯钢琴的键盘中就利用了类似于调音叉的原理,而早期的无增益音乐工具,即早期的杜尔卡音,则直接利用调音叉发出音乐。
在时钟与手表的领域,现代石英时钟中使用的小型调音叉振动着32,768赫兹的频率。这是由小的振荡电压应用在金属电极上来驱动的。与此同时,基于调音叉的技术,例如在1960年开发的Accutron,是一种精确度高于传统摆轮的机械手表。
调音叉在医学上也有重要用途,特别是在耳听诊断中。
在医疗领域,调音叉广泛用于诊断听力,包括韦伯及林奈测试。低音调谷(C=128)也用于检查感觉。骨科外科医生则尝试使用低音调的调音叉来检测骨折,透过将振动的叉子放在怀疑骨折位置的皮肤上来进行检测。
调音叉同时也在非医学及科学的领域得到广泛应用,例如在雷达枪的校准中或在某些治疗技术中如声音针灸。这些使用方式展示了调音叉的多功能性和重要性。
尽管调音叉的基本原理自1711年以来并未发生变化,但随着科技的进步,我们看到新的应用和改良不断涌现。从音乐到医疗,再到高端的技术应用,调音叉持续密切影响着我们的日常生活及其科学发展。
音乐界的常识已被一个小小的调音叉所改变,这不禁让人思考:随着科技的进步,这一古老的乐器还会如何进一步影响我们的世界?