Διαπασών

Το διαπασών είναι διχαλωτό ακουστικό εξάρτημα το οποίο παράγει ήχο έπειτα από κρούση. Είναι φτιαγμένο από ελαστικό μέταλλο (συνήθως από χάλυβα) και έχει δύο στελέχη σε σχήμα Υ. Αντηχεί σε ένα συγκεκριμένο σταθερό τόνο, όταν υποστεί δόνηση χτυπώντας το σε μια επιφάνεια ή με ένα αντικείμενο, ενώ εκπέμπει ένα καθαρό μουσικό τόνο μετά από αναμονή μιας στιγμής, ούτως ώστε να επιτρέψει σε ορισμένους υψηλούς απόηχους να σιγήσουν. Ο τόνος που παράγει ένα συγκεκριμένο διαπασών εξαρτάται από το μήκος και τη μάζα των δύο αιχμών. Χρησιμοποιείται συχνά ως πρότυπο για το συντονισμό μουσικών οργάνων. Το διαπασών εφευρέθηκε το 1711 από τον Βρετανό μουσικό Τζον Σορ.

Περιγραφή 
Ο κύριος λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται το διχαλωτό σχήμα (Υ) είναι ότι, σε αντίθεση με πολλούς άλλους τύπους ηχητικών αντικειμένων, παράγει ένα πολύ καθαρό ήχο, με το μεγαλύτερο μέρος της δονητικής ενέργειας στη θεμελιώδη συχνότητα, και με το μικρότερο στους απόηχους (αρμονικούς). Ο λόγος για τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι ότι η συχνότητα του πρώτου απόηχου είναι περίπου 52/22 = 25/4 = 6¼ φορές η θεμελιώδης (περίπου 2½ οκτάβες πάνω από αυτή). Συγκριτικά, ο πρώτος απόηχος μιας παλλόμενης χορδής ή μεταλλικής μπάρας είναι μόνο μια οκτάβα πάνω από τη θεμελιώδη. Έτσι, όταν το διαπασών χτυπηθεί, λίγη από την ενέργεια πηγαίνει στους απόηχους. Μπορεί επίσης να σιγήσει αντίστοιχα γρηγορότερα, αφήνοντας τη θεμελιώδη. Είναι πιο εύκολο να συντονίσει άλλα όργανα με αυτόν τον καθαρό ήχο.

Ένας άλλος λόγος για τη χρήση του διχαλωτού σχήματος είναι ότι, όταν δονείται στην κύρια λειτουργία του, η λαβή δονείται πάνω και κάτω ενώ τα στελέχη κινούνται χώρια και μαζί. Υπάρχει ένας κόμβος (σημείο χωρίς δόνηση) στη βάση του κάθε στελέχους. Η κίνηση της λαβής είναι μικρή, επιτρέποντας το διαπασών να κρατηθεί από τη λαβή, χωρίς την απόσβεση των δονήσεων, αλλά επιτρέπει τη λαβή να μεταδώσει τη δόνηση σε ένα αντηχείο, το οποίο ενισχύει τον ήχο του διαπασών. Το διαπασών είναι συνήθως χτυπημένο, ενώ στη συνέχεια η λαβή πιέζεται κόντρα σε ένα ξύλινο κουτί, αντηχείο, ή μια επιφάνεια τραπεζιού. Χωρίς το αντηχείο ο ήχος ενός διαπασών είναι πολύ αχνός. Ο λόγος για τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι ότι τα ηχητικά κύματα που παράγονται από κάθε στέλεχος είναι 180° εκτός φάσεως από το άλλο, έτσι ώστε σε μια απόσταση από το διαπασών αυτά συμβάλουν και σε μεγάλο βαθμό ακυρώνει το ένα το άλλο. Εάν ένα φύλλο απορρόφησης ήχου ολισθαίνει μεταξύ των στελεχών του δονούμενου διαπασών, μειώνοντας τα κύματα που φτάνουν στο αυτί από το ένα στέλεχος, ο ακουστικός ήχος στην πραγματικότητα θα αυξηθεί, λόγω της μείωσης αυτής της ακύρωσης.

Επί του παρόντος, οι πιο κοινοί ήχοι διαπασών σημειώνουν A = 440 Hz, γιατί αυτό είναι το πρότυπο νότας διαπασών, η οποία χρησιμοποιείται ως σημείωμα συντονισμού από ορισμένες ορχήστρες, αυτή είναι η νότα της δεύτερης συμβολοσειράς του βιολιού, η πρώτη σειρά της βιόλας και μια οκτάβα πάνω από την πρώτη σειρά του τσέλο, ενώ όλα παίζονται ανοιχτά. Το διαπασών χρησιμοποιήθηκε από ορχήστρες μεταξύ του 1750 και του 1820 έχοντας ως επί το πλείστον συχνότητα A = 423.5 Hz, αν και υπήρχαν πολλά στελέχη και πολλές ελαφρώς διαφορετικές θέσεις. Τα συνηθισμένα διαπασών μπορούν να δονούνται σε όλες τις μουσικές θέσεις εντός της κεντρικής οκτάβας του πιάνου, όπως και σε άλλους τόνους. Γνωστοί κατασκευαστές διαπασών είναι οι Ραγκ και Τζον Γουόκερ, καταγόμενοι από το Σέφιλντ της Αγγλίας.

Ο τόνος ενός διαπασών διαφέρει ελαφρά ανάλογα με τη θερμοκρασία. Μια αλλαγή στη συχνότητα μιας δόνησης σε 21.000 για κάθε °F (86 ppm ανά °C) η αλλαγή είναι χαρακτηριστική για ένα χαλύβδινο διαπασών. Οι συχνότητες μειώνονται (γίνονται επίπεδες) με την αύξηση της θερμοκρασίας. Τα διαπασών κατασκευάζονται για να έχουν σωστή νότα σε κανονική θερμοκρασία. Η κανονική θερμοκρασία είναι 20 °C (68 °F), ενώ στο παρελθόν ήταν 15 °C (59 °F). Οι νότες ενός μουσικού οργάνου μεταβάλονται επίσης με την αλλαγή της θερμοκρασίας.

Υπολογισμός της συχνότητας 
Η συχνότητα του διαπασών εξαρτάται από τις διαστάσεις του και το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο:

Όπου:
  είναι η συχνότητα με την οποία το διαπασών δονείται σε hertz.
 1.875 είναι η μικρότερη θετική λύση της εξίσωσης: cos(x)cosh(x) = -1.
  είναι το μήκος των στελεχών σε μέτρα.
  είναι το μέτρο ελαστικότητας του Young του υλικού από το οποίο το διαπασών είναι κατασκευασμένο σε pascal.
  είναι η ροπή αδράνειας της διατομής σε μέτρα στην τέταρτη δύναμη.
  είναι η πυκνότητα του υλικού από το οποίο το διαπασών είναι κατασκευασμένο σε χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο.
  είναι το εμβαδόν εγκάρσιας διατομής των στελεχών σε τετραγωνικά μέτρα.

Ο λόγος  στην ανωτέρω εξίσωση μπορεί να ξαναγραφεί ως
 εάν τα στελέχη είναι κυλινδρικά ακτίνας r, και
 εάν τα στελέχη έχουν ορθογωνική διατομή πλάτους a κατά μήκος της κατεύθυνσης της κίνησης.

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

Onlinetuningfork.com, διαδικτυακό διαπασών με τη χρήση Macromedia Flash Player.

Μουσικά όργανα
Ιδιόφωνα