Камертон

(diapason, Stimmgabel, tuning-fork) служит для получения простого тона постоянной и определенной высоты. В этом заключается его важное значение и в физике, и в музыке. Приготовляется он обыкновенно из стали и имеет вид вилки с двумя совершенно одинаковыми зубцами, или ветвями. Число (N) колебаний К. в зависимости от его размеров может быть вычислено по формуле

N=K(e/L²)

в которой е есть толщина ветви, a L ее длина. Итак, число колебаний К. в 1 секунду пропорционально толщине, обратно пропорционально квадрату длины его ветвей и не зависит от их ширины (считаемой в направлении, перпендикулярном к плоскости колебаний). В предыдущей формуле, если размеры выражать сантиметрами, постоянная величина К. может быть принята для стального К. равною 82000. Высота звука К. зависит, кроме того, хотя и незначительно, от температуры, поэтому температура, при которой К. настроен, должна быть известна. Кениг (Koenig), известный парижский фабрикант акустических приборов, настраивает свои К. для 20° Ц. (обыкновенной комнатной температуры). По его наблюдениям, число колебаний К. уменьшается с повышением температуры на 1° примерно на 1 на каждые 10000 полных колебаний (за одно полное колебание считаются два простых колебания вперед и назад); так, например, для К. ut₃, с 256 двойными колебаниями в 1", изменение на 1° (температурный коэффициент) составляет — 0,0286 дв. колебаний; для К. la₃, с 435 колебаниями, температурный коэффициент равняется — 0,0486. Хотя звучание К. и сопровождается высшими тонами, но только вначале; эти высшие тоны быстро прекращаются, и остается слышимым только основной тон. Для усиления основного тона сравнительно с высшими К. иногда привинчивают к резонансному ящику (см. фиг. 1) или приставляют к нему какой-либо другой резонатор, металлический или стеклянный, цилиндрической или сферической формы.

Фиг. 1.

Длина такого деревянного ящика, открытого с одной стороны, должна равняться четверти длины волны (λ/4) ξсновного звука К. При этом условии колебания К. вызывают колебания воздуха, находящегося в ящике; образуются в нем стоячие волны, и звук таким образом усиливается (но зато он быстрее и прекращается). Итак, стальной К. при надлежащем его устройстве может давать чистый и простой звук определенной и постоянной высоты при условии не очень значительных перемен температуры. В этом отношении его нельзя сравнить ни с каким другим звучащим телом или музыкальным инструментом. Вот почему стальной К. выбран как образцовое мерило высоты звука.

Нормальным К. по постановлению особой международной конференции в Вене в 1885 году считается К. a₁ или la₃ из незакаленной стали, с параллельными призматическими ветвями, совершающий при 15° 870 простых или 435 полных (т. е. двойных) колебаний в секунду. В России этот нормальный К. принят в 1862 г.; поверка нормальных К. производится в Петербургской главной физической обсерватории. Применения К. в разных научных исследованиях очень обширны. Во многих случаях при этом требуется, чтобы колебания его продолжались значительное время. С этою целью устраивается электромагнитный К., в котором колебания с одинаковой силою могут поддерживаться при помощи электрического тока сколько угодно времени. Такие электромагнитные К. придуманы и употреблялись впервые Лиссажу, затем Гельмгольцем и др. Наиболее простое устройство принадлежит Меркадье (Mercadier). Сущность электрического приспособления заключается в том, что при пропускании электрического тока от гальванического элемента D (фиг. 2) через катушку электромагнита В железо в нем намагничивается и притягивает ветви К., при прерывании же тока ветви вследствие упругости возвращаются в первоначальное свое положение.

Фиг. 2.

Замыкателем и прерывателем гальванической цепи может служить самый К. A, к одной из ветвей которого для этой цели прикрепляется платиновая проволока; при колебаниях К. эта проволока то опускается в ртуть, налитую в чашечку С, замыкая таким образом гальваническую цепь, то выходит из нее, при чем ток прекращается. Применения К. встречаются, например, при определении числа колебаний (способы Шейблера, Лиссажу), при изучении колебаний струн (вибрационный микроскоп Гельмгольца), для образования стоячих волн в нити (прибор Мельда), для воспроизведения гласных звуков (аппарат Гельмгольца) и во многих других случаях. Одно из очень важных приложений, между прочим, К. находит в хронографах — приборах, служащих для измерения очень малых промежутков времени.

Н. А. Гезехус.

По К. строят хор и все инструменты. К. издает преимущественно звук ля, для настраивания оркестров (но бывают К. в фа, для духовых, и до, для органов).