Harvard Natuurwetenschappen Lezing Demonstraties

Selectie van gemonteerde stemvorken en rubberen hamer.

Hoe het werkt:

Elke stemvork is gemonteerd op een houten klankkast om het geluid te versterken (ze zijn erg moeilijk te horen zonder de klankkast). Een microfoon/voorversterker/scoopopstelling kan worden gebruikt om de zuivere sinusvormige geluidsgolf visueel aan te tonen. Daarnaast toont een frequentie-analyzer een enkele frequentiecomponent (als de versterking echter hoog is ingesteld, kan men ook de frequentiecomponenten zien die het gevolg zijn van de resonanties van de klankkast of de harmonischen van de stemvork als er te hard op is geslagen). Een van de 256 Hz stemvorken is ook regelbaar in frequentie, zodat beats kunnen worden gehoord wanneer deze gelijktijdig met een gewone 256 Hz vork wordt bespeeld. Als alternatief kunnen beats worden geproduceerd door met een stemvork in de hand snel van de klas weg te lopen naar het schoolbord. De gelijktijdig terugwijkende en naderende (via een weerkaatsing van het schoolbord) tonen van de stemvork interfereren en produceren beats (vanuit het referentiekader van de leerlingen). In de volgende tabel staan de verschillende frequenties waarover wij beschikken met commentaar.

* Deze noten zijn gebaseerd op de Wetenschappelijke of Diatonische Toonladder waarin C3=256, waardoor berekeningen eenvoudig zijn. De Gelijkzwevende Chromatische Toonladder heeft A3=440 waardoor C3=261.63 De tonen van de toonladder worden in verschillende landen op verschillende manieren aangeduid. Omdat deze stemvorken in Frankrijk zijn gemaakt, hebben zij Franse opschriften; de eerste zes tonen dragen de namen die in 1026 door de monnik Guy van Aresso zijn gegeven. Het zijn de beginletters van woorden die voorkomen in een hymne aan Sint Jan de Doper, en wel als volgt: ut, re, mi, fa, sol, la. De zevende lettergreep, si, werd in 1684 toegevoegd door Lemaire. In Italië werd do in de plaats gesteld van ut, omdat dat gemakkelijker uit te spreken was bij het zingen. In Engeland werden de noten genoemd naar de eerste letters van het alfabet. In Duitsland werd H vervangen door B.

De stemvork werd uitgevonden door John Shore, een trompettist in dienst van George I van Engeland, in 1711, bijna driehonderd jaar geleden. De resonantiekast werd later toegevoegd door een Franse instrumentenmaker, Marloye. Een goede stemvork “rinkelt” gedurende een paar minuten. Hiervoor is een speciale metaallegering nodig (gewoon staal werkt bijvoorbeeld niet). Moderne stemvorken zijn meestal van een harde aluminiumlegering gemaakt. De meeste van de onze zijn niet van aluminium en werden in de jaren 1850 gemaakt door Dr. Rudolph Koenig (ze zijn gegraveerd met zijn initialen) en verkocht door Marloye & Co. in Parijs (eigendom van Koenig’s schoonvader). Onnodig te zeggen dat deze stemvorken onbetaalbaar antiek zijn en als zodanig behandeld moeten worden. Het schijnt dat ze zelfs toen ze nieuw waren al zeer gewaardeerd werden, zoals blijkt uit dit citaat uit Sound and Music, door J.A. Zahm (McClurg & Co., Chicago, 1892): “Het maken van een perfect instrument – vooral als dat instrument een stemvork of een golfsirene is – is voor Dr. Koenig een werk van liefde. Het is om deze reden dat de stemvorken die zijn stempel dragen, zo universeel gezocht worden, en, wanneer ze veilig gesteld worden, zo hoog gewaardeerd worden.”
Je zult opmerken dat de frequenties de eenheden van vs (trillingen/seconde) hebben en dat het getal het aantal trillingen vanaf het evenwichtspunt aangeeft, in plaats van onze huidige berekening van frequentie, die cycli/seconde (cps) is. Het ingeschreven getal is dus eigenlijk tweemaal de frequentie van de stemvork.