Bølger og lyd
Rig klangfarve (overtoner)
Tryk på Afspil — sammenlign en ren tone med harmoniske partialer på oscilloskopet.
Rig klangfarve (overtoner) — interaktiv Bølger og lyd-simulation. Tryk på Afspil — sammenlign en ren tone med harmoniske partialer på oscilloskopet. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Klangfarve og harmoniske partialer
Rigtige instrumenter giver en grundtone plus overtoner. Blandingen af harmoniske partialer sætter klangfarven.
En Fourier-række af sinusbølger med frekvenser, der er heltallige multipla af grundtonen, danner komplekse bølgeformer. De harmoniske partialers amplituder ændrer lydens klang.
- Grundtone + overtoner
- Klangfarve = blanding af harmoniske partialer
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En musikalsk tone ved 220 Hz lyder anderledes end en ren sinusbølge ved 220 Hz — den har 'farve' eller klangfarve. Hvad er reelt anderledes ved dens lydbølge?
Forudsigelser at afveje
- Tonen er blot en kraftigere version af den samme rene 220 Hz-bølge.
- Tonen har en anden grundtonehøjde end 220 Hz.
- Tonen er en blanding af grundtonen plus højere harmoniske partialer med forskellige styrker.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Nummer på harmonisk partial n
Det, du måler:
- Frekvens n·220 Hz
- Amplitudeforhold (vs. grundtonen)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudindstillingen rich-timbre, og tryk på Nulstil. Kilden udsender en 220 Hz-grundtone blandet med bestemte højere harmoniske partialer.
- Slå visningen af deltonspektret til ved observatøren.
- Aflæs for hver række amplituden af den anførte harmonisk partial relativt til grundtonens amplitude.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Angiv frekvensen af hver harmonisk partial i din tabel som n × 220 Hz, og sammenlign dine noterede amplitudeforhold med spektrumvisningen.
- 2. og 4. harmoniske partial har nul amplitude i denne tone, mens 1., 3. og 5. harmoniske partial (alle ulige) er til stede. Hvad fortæller et spektrum med kun ulige harmoniske partialer dig om bølgens form?
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- En klarinets tone domineres af ulige harmoniske partialer, ligesom denne, mens en violins tone også indeholder stærke lige harmoniske partialer. Forklar, hvorfor to instrumenter, der spiller præcis samme grundtonehøjde (220 Hz), stadig lyder helt forskellige.
- En stemmegaffel giver en næsten ren tone (kun grundtonen, ingen højere harmoniske partialer). Hvordan ville dens spektumsøjlediagram se anderledes ud end dette eksperiments?
- 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
- Velkommen til Rig klangfarve
- Vælg kilden
- Tryk på Afspil
- Opskrift på harmoniske partialer
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →