Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations

Udvalg af monterede stemmegafler og gummihammer.

Sådan fungerer det:

Hver stemmegaffel er monteret på en lydkasse af træ for at forstærke lyden (de er meget svære at høre uden lydkassen). En mikrofon/forforforstærker/skopopstilling kan bruges til visuelt at demonstrere den rene sinusformede lydbølge. Desuden viser en frekvensanalysator en enkelt frekvenskomponent (hvis der er skruet højt op for forstærkningen, kan man dog også se de frekvenskomponenter, der skyldes resonanserne i lydkassen eller harmoniske overtoner fra stemmegaflen, hvis den blev slået for hårdt). En af 256 Hz-stemmegaflerne kan også justeres i frekvens, således at der kan høres slag, når den lyder samtidig med en almindelig 256 Hz-stemmegaffel. Alternativt kan man frembringe slag ved at gå rask væk fra klassen og hen til tavlen med en stemmegaffel i hånden. De samtidige toner fra stemmegaflen, der går tilbage og nærmer sig (via en refleksion på tavlen), interfererer med hinanden og frembringer slag (set fra elevernes referenceramme). I nedenstående tabel er de forskellige frekvenser, som vi har til rådighed, anført med kommentarer.

* Disse toner er baseret på den videnskabelige eller diatoniske skala, hvor C3=256, hvilket gør beregningerne enkle. Den lige tempererede kromatiske skala har A3=440, hvilket gør C3=261.63 Tonerne i skalaen betegnes forskelligt i forskellige lande. Da disse stemmegafler er fremstillet i Frankrig, har de franske indskrifter; de første seks toner bærer de navne, som munken Guy af Aresso gav dem i 1026. De er begyndelsen af ord, der optræder i en hymne til Johannes Døberen, og de er som følger: ut, re, mi, fa, sol, la. Den syvende stavelse, si, blev tilføjet i 1684 af Lemaire. I Italien erstattede man ut med do, fordi det var lettere at udtale i sang. I England blev tonerne opkaldt efter de første bogstaver i alfabetet. I Tyskland erstatter H B.

Stemmegaflen blev opfundet af John Shore, en trompetist i George I af Englands tjeneste, i 1711, altså for næsten tre hundrede år siden. Den resonante kasse blev senere tilføjet af en fransk instrumentmager, Marloye. En god stemmegaffel vil “ringe” i et par minutter. Det kræver en særlig metallegering (almindeligt stål virker f.eks. ikke). Moderne stemmegafler er typisk en hård aluminiumslegering. De fleste af vores er ikke af aluminium og blev fremstillet i 1850’erne af Dr. Rudolph Koenig (de er indskrevet med hans initialer) og solgt af Marloye & Co. i Paris (ejet af Koenigs svigerfar). Det er overflødigt at sige, at disse stemmegafler er uvurderlige antikviteter og bør behandles som sådanne. Det ser ud til, at de var meget værdsat, selv da de var nye, som det fremgår af dette citat fra Sound and Music, af J.A. Zahm (McClurg & Co., Chicago, 1892): “Fremstillingen af et perfekt instrument – især hvis dette instrument er en stemmegaffel eller en bølgesirene – er for Dr. Koenig et kærlighedsarbejde. Det er af denne grund, at de stemmegafler, der bærer hans stempel, er så universelt eftertragtede og, når de er opnået, så højt værdsat.”
Du vil bemærke, at frekvenserne har enheden vs (vibrationer/sek.), og at tallet angiver antallet af vibrationer fra ligevægtspunktet i stedet for vores nuværende opgørelse af frekvens, som er cyklusser/sekund (cps). Det indskrevne tal er således faktisk dobbelt så højt som frekvensen af stemmegaflen.