الموجات والصوت
طابع صوتي غني (توافقيات)
اضغط تشغيل — قارن نغمة نقية مع توافقيات جزئية على راسم الإشارة.
طابع صوتي غني (توافقيات) — محاكاة الموجات والصوت تفاعلية. اضغط تشغيل — قارن نغمة نقية مع توافقيات جزئية على راسم الإشارة. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
الطابع والتوافقيات
الآلات الحقيقية تنتج أساسًا فوق توافقيات. مزيج التوافقيات يحدد الطابع.
متسلسلة فورييه لموجات جيبية عند مضاعفات صحيحة للأساس تبني أشكالًا موجية مركبة. أوزان توافقية مختلفة تغير طابع الصوت.
- الأساسي + التوافقيات العلوية
- الطابع الصوتي = مزيج توافقي
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
نغمة موسيقية عند 220 Hz تختلف سمعيًا عن موجة جيبية نقية عند 220 Hz — لها «لون» أو طابع. ما الاختلاف الفعلي في موجتها الصوتية؟
توقعات للموازنة
- النغمة مجرد نسخة أعلى صوتًا من موجة 220 Hz النقية نفسها.
- للنغمة طبقة أساس مختلفة عن 220 Hz.
- النغمة مزيج من التواتر الأساس مع توافقيات أعلى بشدات مختلفة.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- رقم التوافقي n
ما تقيسه:
- التردد n·220 Hz
- نسبة السعة (مقابل الأساس)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة الطابع الغني واضغط إعادة. يبث المصدر أساسًا عند 220 Hz ممزوجًا بتوافقيات أعلى محددة.
- فعّل عرض الطيف التوافقي عند المستمع.
- لكل صف اقرأ سعة التوافقي المدرج نسبة إلى سعة الأساس.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- اذكر تردد كل توافقي في جدولك كـ n × 220 Hz، وقارن نسب السعة المسجلة بعرض الطيف.
- التوافقيان الثاني والرابع سعتهما صفر في هذه النغمة، بينما الأول والثالث والخامس (فردية كلها) موجودة. بماذا يخبرك طيف بتوافقيات فردية فقط عن شكل الموجة؟
أين يظهر هذا خارج المختبر
- نغمة الكلارينيت تهيمن عليها التوافقيات الفردية، كنغمتنا هذه، بينما نغمة الكمان تتضمن توافقيات زوجية قوية أيضًا. اشرح لماذا تصدر آلتان بالطبقة الأساس ذاتها (220 Hz) صوتين مختلفين تمامًا.
- شوكة الرنان تصدر نغمة شبه نقية (الأساس فقط، بلا توافقيات أعلى). كيف يبدو مخطط أعمدة طيفها مختلفًا عن هذه التجربة؟
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في الطابع الغني
- حدد المصدر
- اضغط تشغيل
- وصفة توافقية
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.