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 overtoner
Rigtige instrumenter giver en grundtone plus overtoner. Blandingen af overtoner sætter klangfarven.
En Fourier-række af sinusbolger ved heltallige multipla af grundtonen opbygger komplekse bølgeformer. Forskellige overtonevægte ændrer lydens karakter.
- Grundtone + overtoner
- Klangfarve = overtoneblanding
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 overtoner med forskellige styrker.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Overtonenummer n
Det, du måler:
- Frekvens n·220 Hz
- Amplitudeforhold (vs. grundtonen)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen rich-timbre, og tryk på Nulstil. Kilden udsender en 220 Hz-grundtone blandet med bestemte højere overtoner.
- Slå visningen af deltonspektret til ved observatøren.
- Aflæs for hver række amplituden af den anførte overtone relativt til grundtonens amplitude.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Angiv frekvensen af hver overtone i din tabel som n × 220 Hz, og sammenlign dine noterede amplitudeforhold med spektervisningen.
- 2. og 4. overtone har nul amplitude i denne tone, mens 1., 3. og 5. (alle ulige) er til stede. Hvad fortæller et spektrum med kun ulige overtoner dig om bølgens form?
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- En klarinets tone domineres af ulige overtoner, ligesom denne, mens en violins tone også indeholder stærke lige overtoner. 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 overtoner). 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
- Overtoneopskrift
- 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 →