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 d'ones sinusoidals en múltiples enters del fonamental construeix formes d'ona complexes.
- Fonamental + sobretons
- 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 →