Bølger og lyd
Svævninger fra to kilder
Tryk på Afspil — se bølgefronter interferere; observatøren hører svævninger, og y(t) viser indhyllingen.
Svævninger fra to kilder — interaktiv Bølger og lyd-simulation. Tryk på Afspil — se bølgefronter interferere; observatøren hører svævninger, og y(t) viser indhyllingen. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Svævninger
To kilder med lidt forskellige frekvenser giver et svævningsmønster — en langsom stigning og fald i lydstyrken.
Interferens mellem f₁ og f₂ skaber en kombineret bølge, hvis amplitude moduleres med |f₁ − f₂|. Observatøren hører svævningsfrekvensen.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- Superposition af bølger
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
To højttalere spiller toner, der næsten har samme frekvens. En lytter hører lydstyrken pulserer op og ned. Hvad bestemmer, hvor hurtigt den pulserer?
Forudsigelser at afveje
- Pulseringsraten er lig med summen af de to frekvenser.
- Pulseringen (svævningen) sker med en rate lig med forskellen mellem de to frekvenser.
- Pulseringsraten er lig med gennemsnittet af de to frekvenser.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Kilde 1 frekvens f₁ (Hz)
- Kilde 2 frekvens f₂ (Hz)
Det, du måler:
- Bærefrekvens f_c (Hz)
- Svævningsfrekvens f_beat (Hz)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen two-source-beats, og tryk på Nulstil. Kilde 1 er fast på 440 Hz.
- Slå aflæsningerne af svævningsfrekvens og bærefrekvens til ved observatøren.
- Indstil kilde 2's frekvens for hvert forsøg, og notér svævningsfrekvensen.
Styrende ligning
Svævningsfrekvens — f_beat = |f₁ − f₂|
Når to toner med næsten ens frekvens blandes, pulserer deres interferensmønster i lydstyrke med en rate lig med forskellen mellem de to frekvenser.
Bærefrekvens — f_c = (f₁ + f₂)/2
Tonehøjden, en lytter reelt opfatter, ligger tæt på gennemsnittet af de to kildefrekvenser — svævningen er en langsom amplitudepulsation oven på den gennemsnitlige tone.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg f_beat = |f₂ − f₁| og f_c = (f₁ + f₂)/2. Sammenlign begge med tabellen.
- Forklar, hvorfor en lytter opfatter én tone tæt på bærefrekvensen, med lydstyrken pulserende med den (meget langsommere) svævningsfrekvens.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Musikere stemmer instrumenter ved at lytte efter svævninger mellem deres tone og en referencetone og justerer, indtil svævningerne går i nul. Forklar, hvorfor nul svævninger betyder, at de to frekvenser er præcis ens.
- Efterhånden som f₂ kommer tættere og tættere på f₁, hvad sker der så med svævningsfrekvensen? Hvad ville du høre i grænsetilfældet f₂ = f₁?
- 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 Svævninger fra to kilder
- Vælg observatøren
- Tryk på Afspil
- Hør skælven
- 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 →