Вълни и звук
Биения от два източника
Натисни Пусни — гледай как вълновите фронтове интерферират; наблюдателят чува биения и y(t) показва обвивката.
Биения от два източника — интерактивна симулация Вълни и звук. Натисни Пусни — гледай как вълновите фронтове интерферират; наблюдателят чува биения и y(t) показва обвивката. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Биения
Два източника с леко различни честоти произвеждат картина на биения — бавно издигане и спадане на силата на звука.
Интерференцията между f₁ и f₂ създава комбинирана вълна, чиято амплитуда се модулира с |f₁ − f₂|. Наблюдателят чува честотата на биенията.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- Суперпозиция на вълни
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Два високоговорителя свирят тонове с почти еднаква честота. Слушател чува силата на звука да пулсира нагоре-надолу. Какво определя колко бързо пулсира?
Предсказвания за преценка
- Скоростта на пулсиране е равна на сбора на двете честоти.
- Скоростта на пулсиране (биенията) е равна на разликата между двете честоти.
- Скоростта на пулсиране е равна на средното на двете честоти.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Честота на източник 1 f₁ (Hz)
- Честота на източник 2 f₂ (Hz)
Какво измерваш:
- Носеща честота f_c (Hz)
- Честота на биенията f_beat (Hz)
Как протича изследването
- Отвори настройката биения от два източника и натисни Нулирай. Източник 1 е фиксиран на 440 Hz.
- Включи показанията за честота на биенията и носеща честота при наблюдателя.
- Задай честотата на Източник 2 за всеки опит и запиши честотата на биенията.
Управляващо уравнение
Честота на биенията — f_beat = |f₁ − f₂|
Когато два тона с почти равна честота се застъпят, тяхната интерференчна картина пулсира по сила със скорост, равна на разликата между двете честоти.
Носеща честота — f_c = (f₁ + f₂)/2
Височината, която слушателят реално възприема, е близо до средното на двете честоти на източниците — биенето е бавно амплитудно пулсиране, яздещо върху този среден тон.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли f_beat = |f₂ − f₁| и f_c = (f₁ + f₂)/2. Сравни и двете с таблицата.
- Обясни защо слушателят възприема един тон близо до носещата честота, със сила на звука, пулсираща с (много по-бавната) честота на биенията.
Къде това се появява извън лабораторията
- Музикантите настройват инструменти, слушайки биения между своя тон и референтен тон, коригирайки, докато биенията забавят до нула. Обясни защо нула биения означава, че двете честоти са точно равни.
- Докато f₂ се доближава все повече до f₁, какво става с честотата на биенията? Какво би чул в границата f₂ = f₁?
- 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
- Добре дошъл при биенията от два източника
- Избери наблюдателя
- Натисни Пусни
- Чуй трептенето
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →