Биения: интерференция на две близки честоти

1 · Предскажи

Два високоговорителя свирят тонове с почти еднаква честота. Слушател чува силата на звука да пулсира нагоре-надолу. Какво определя колко бързо пулсира?

2 · Постановка

  1. Отвори настройката биения от два източника и натисни Нулирай. Източник 1 е фиксиран на 440 Hz.
  2. Включи показанията за честота на биенията и носеща честота при наблюдателя.
  3. Задай честотата на Източник 2 за всеки опит и запиши честотата на биенията.

3 · Събери данни

Честота на източник 1 f₁ (Hz)Честота на източник 2 f₂ (Hz)Носеща честота f_c (Hz)Честота на биенията f_beat (Hz)
440.00442.00
440.00444.00
440.00448.00

Чертай честотата на биенията f_beat (ос y) спрямо |f₂ − f₁| (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

  1. За един опит изчисли f_beat = |f₂ − f₁| и f_c = (f₁ + f₂)/2. Сравни и двете с таблицата.
  2. Обясни защо слушателят възприема един тон близо до носещата честота, със сила на звука, пулсираща с (много по-бавната) честота на биенията.

5 · Надгради

  1. 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.
  2. Докато f₂ се доближава все повече до f₁, какво става с честотата на биенията? Какво би чул в границата f₂ = f₁?

Физиката зад този експеримент

Честота на биенията

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

Височината, която слушателят реално възприема, е близо до средното на двете честоти на източниците — биенето е бавно амплитудно пулсиране, яздещо върху този среден тон.

← Назад към експеримента

Вълни и звук

138 безплатни работни листа по физика за печат