Ones i so
Timbre ric (harmònics)
Prem Reprodueix: compara un to pur amb parcials harmònics a l'oscil·loscopi.
Timbre ric (harmònics) — simulació interactiva de Ones i so. Prem Reprodueix: compara un to pur amb parcials harmònics a l'oscil·loscopi. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Timbre i harmònics
Els instruments reals produeixen un fonamental més sobretons. La mescla d'harmònics fixa el timbre.
Una sèrie de Fourier de ones sinusoidals en múltiples enters del fonamental construeix formes d'ona complexes. Pesos harmònics diferents canvien el caràcter del so.
- Fonamental + sobretòns
- Timbre = mescla d'harmònics
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un to musical a 220 Hz sona diferent d'una ona sinusoidal pura a 220 Hz: té «color» o timbre. Què té realment de diferent la seva ona sonora?
Prediccions a valorar
- El to és simplement una versió més forta de la mateixa ona pura de 220 Hz.
- El to té un to fonamental diferent de 220 Hz.
- El to és una barreja del fonamental més harmònics superiors en intensitats diferents.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Nombre d'harmònic n
El que tu mesures:
- Freqüència n·220 Hz
- Relació d'amplituds (contra el fonamental)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Timbre» i prem Restableix. La font emet un fonamental de 220 Hz barrejat amb harmònics superiors específics.
- Activa la visualització d'espectre harmònic a l'observador.
- Per a cada fila, llegeix l'amplitud de l'harmònic llistat relativa a l'amplitud del fonamental.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Llista la freqüència de cada harmònic de la teva taula com a n × 220 Hz, i compara les relacions d'amplitud enregistrades amb la visualització de l'espectre.
- Els harmònics 2n i 4t tenen amplitud zero en aquest to, mentre que l'1r, el 3r i el 5è (tots senars) hi són. Què et diu un espectre amb només harmònics senars sobre la forma de l'ona?
On apareix això més enllà del laboratori
- El to d'un clarinet està dominat per harmònics senars, semblant a aquest, mentre que el to d'un violí inclou també harmònics parells forts. Explica per què dos instruments tocant el mateix to fonamental (220 Hz) tot i això sonen completament diferents.
- Un diapasó produeix un to gairebé pur (només el fonamental, sense harmònics superiors). Com es veuria el seu diagrama de barres d'espectre respecte del d'aquest experiment?
- 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
- Benvingut a Timbre ric
- Selecciona la font
- Prem Reprodueix
- Recepta harmònica
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →