Rázy: interference dvou blízkých frekvencí
1 · Predikuj
Dva reproduktory hrají tóny téměř stejné frekvence. Posluchač slyší hlasitost pulzovat nahoru a dolů. Co určuje, jak rychle pulzuje?
- Rychlost pulsů se rovná součtu obou frekvencí.
- Rychlost pulsů (rázů) se rovná rozdílu obou frekvencí.
- Rychlost pulsů se rovná průměru obou frekvencí.
2 · Sestavení
- Otevři předvolbu two-source-beats a stiskni Resetovat. Zdroj 1 je pevně na 440 Hz.
- Zapni odečty frekvence rázů a nosné frekvence u pozorovatele.
- Nastav frekvenci zdroje 2 pro každý pokus a zapiš frekvenci rázů.
3 · Sbírej data
| Frekvence zdroje 1 f₁ (Hz) | Frekvence zdroje 2 f₂ (Hz) | Nosná frekvence f_c (Hz) | Frekvence záznějů f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Vynes frekvenci rázů f_beat (osa y) proti |f₂ − f₁| (osa x) pro své tři pokusy.
4 · Analyzuj
- Pro jeden pokus spočti f_beat = |f₂ − f₁| a f_c = (f₁ + f₂)/2. Porovnej obě s tabulkou.
- Vysvětli, proč posluchač vnímá jeden tón poblíž nosné frekvence s hlasitostí pulzující na (mnohem pomalejší) frekvenci rázů.
5 · Rozšiř
- Hudebníci ladí nástroje posloucháním rázů mezi svým tónem a referenčním tónem a upravují, dokud rázy nezpomalí na nulu. Vysvětli, proč nulové rázy znamenají, že obě frekvence jsou přesně stejné.
- Jak se f₂ blíží a blíží k f₁, co se děje s frekvencí rázů? Co bys slyšel v limitě f₂ = f₁?
Fyzika za tímto experimentem
Frekvence záznějů
Když se překrývají dva tóny téměř stejné frekvence, jejich interferenční obrazec pulzuje v hlasitosti rychlostí rovnou rozdílu obou frekvencí.
Nosná frekvence
Výška, kterou posluchač skutečně vnímá, je blízko průměru obou frekvencí zdrojů — ráz je pomalá pulzace amplitudy nasedající na průměrný tón.
Vlnění a zvuk
- Postupné vlnění na struně: rychlost, frekvence a vlnová délka
- Stojaté vlnění: harmonické na pevné struně
- Dopplerův jev: zdroj se přibližuje k posluchači
- Intenzita zvuku a zákon převrácené druhé mocniny
- Decibelová škála: stlačení obrovského rozsahu intenzit
- Barva tónu: harmonický obsah složeného tónu
- Rezonance otevřené trubice: délka určuje výšku