Klangfarve: Deltoneindhold i en sammensat tone

1 · Forudsig

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?

• 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.

2 · Opsætning

1. Åbn forudindstillingen rich-timbre, og tryk på Nulstil. Kilden udsender en 220 Hz-grundtone blandet med bestemte højere harmoniske partialer.
2. Slå visningen af deltonspektret til ved observatøren.
3. Aflæs for hver række amplituden af den anførte harmonisk partial relativt til grundtonens amplitude.

3 · Saml data

Skitsér spektret: et søjlediagram over amplitudeforhold (y-aksen) mod nummer på harmonisk partial n (x-aksen) for n = 1 til 5, inklusive de harmoniske partialer, der ikke er i din tabel (deres forhold er 0).

4 · Analysér

1. Angiv frekvensen af hver harmonisk partial i din tabel som n × 220 Hz, og sammenlign dine noterede amplitudeforhold med spektrumvisningen.
2. 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?

5 · Udvid

1. 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.
2. En stemmegaffel giver en næsten ren tone (kun grundtonen, ingen højere harmoniske partialer). Hvordan ville dens spektumsøjlediagram se anderledes ud end dette eksperiments?

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark