Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations

Auswahl an montierten Stimmgabeln und Gummihammer.

Wie es funktioniert:

Jede Stimmgabel ist auf einem hölzernen Klangkasten montiert, um den Klang zu verstärken (ohne den Kasten sind sie sehr schwer zu hören). Ein Mikrofon/Vorverstärker/Skop kann verwendet werden, um die reine sinusförmige Schallwelle visuell zu demonstrieren. Außerdem zeigt ein Frequenzanalysator eine einzelne Frequenzkomponente an (wenn die Verstärkung jedoch hoch aufgedreht ist, kann man auch die Frequenzkomponenten sehen, die durch die Resonanzen des Resonanzkörpers oder die Obertöne der Stimmgabel verursacht werden, wenn diese zu stark angeschlagen wurde). Eine der 256-Hz-Stimmgabeln ist auch in der Frequenz einstellbar, so dass Schläge zu hören sind, wenn sie gleichzeitig mit einer normalen 256-Hz-Gabel angeschlagen wird. Alternativ können die Schläge auch dadurch erzeugt werden, dass man mit der Stimmgabel in der Hand zügig von der Klasse weg zur Tafel geht. Die gleichzeitigen Töne der Stimmgabel, die sich entfernen und nähern (durch die Reflexion an der Tafel), überlagern sich und erzeugen (aus der Sicht der Schüler) Schwebungen. In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Frequenzen, die uns zur Verfügung stehen, mit Kommentaren aufgeführt.

* Diese Noten basieren auf der wissenschaftlichen oder diatonischen Skala, in der C3=256 ist, was die Berechnungen vereinfacht. Die gleichschwebend temperierte chromatische Skala hat A3=440, was C3=261 ergibt.63 Die Noten der Skala werden in den verschiedenen Ländern unterschiedlich bezeichnet. Da diese Stimmgabeln in Frankreich hergestellt werden, tragen sie die französischen Inschriften; die ersten sechs Töne tragen die Namen, die der Mönch Guy von Aresso im Jahr 1026 gab. Sie sind die Anfänge von Wörtern, die in einem Hymnus an Johannes den Täufer vorkommen, und lauten wie folgt: ut, re, mi, fa, sol, la. Die siebte Silbe, si, wurde 1684 von Lemaire hinzugefügt. In Italien wurde do anstelle von ut verwendet, weil es beim Singen leichter auszusprechen war. In England wurden die Noten nach den Anfangsbuchstaben des Alphabets benannt. In Deutschland wird das H durch das B ersetzt.

Die Stimmgabel wurde 1711, also vor fast dreihundert Jahren, von John Shore, einem Trompeter in den Diensten von Georg I. von England, erfunden. Der Resonanzkörper wurde später von einem französischen Instrumentenbauer, Marloye, hinzugefügt. Eine gute Stimmgabel „klingelt“ ein paar Minuten lang. Dazu ist eine spezielle Metalllegierung erforderlich (normaler Stahl funktioniert zum Beispiel nicht). Moderne Stimmgabeln bestehen in der Regel aus einer harten Aluminiumlegierung. Die meisten unserer Stimmgabeln sind nicht aus Aluminium und wurden in den 1850er Jahren von Dr. Rudolph Koenig hergestellt (sie sind mit seinen Initialen beschriftet) und von Marloye & Co. in Paris (im Besitz von Koenigs Schwiegervater) verkauft. Natürlich sind diese Stimmgabeln unbezahlbare Antiquitäten und sollten auch als solche behandelt werden. Es scheint, dass sie sogar im Neuzustand sehr geschätzt wurden, wie dieses Zitat aus Sound and Music, von J.A. Zahm (McClurg & Co., Chicago, 1892) beweist: „Die Herstellung eines vollkommenen Instruments – besonders wenn es sich um eine Stimmgabel oder eine Wellensirene handelt – ist für Dr. Koenig eine Arbeit der Liebe. Aus diesem Grund sind die Stimmgabeln, die seinen Stempel tragen, so begehrt und werden, wenn man sie erhält, so hoch geschätzt.“
Sie werden feststellen, dass die Frequenzen die Einheit vs (Schwingungen/Sekunde) haben und die Zahl die Anzahl der Schwingungen vom Gleichgewichtspunkt aus angibt, und nicht unsere heutige Berechnung der Frequenz, die Zyklen/Sekunde (cps) ist. Die eingravierte Zahl ist also tatsächlich das Doppelte der Frequenz der Stimmgabel.