Κύματα και ήχος
Πλούσια χροιά (αρμονικές)
Πάτησε Αναπαραγωγή — σύγκρινε καθαρό τόνο με αρμονικά μερικότητας στον παλμογράφο.
Πλούσια χροιά (αρμονικές) — διαδραστική προσομοίωση Κύματα και ήχος. Πάτησε Αναπαραγωγή — σύγκρινε καθαρό τόνο με αρμονικά μερικότητας στον παλμογράφο. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.
Χροιά και αρμονικές
Τα πραγματικά μουσικά όργανα παράγουν θεμελιώδη και ανώτερες αρμονικές. Ο συνδυασμός των αρμονικών καθορίζει τη χροιά.
Μια σειρά Fourier ημιτονοειδών σε ακέραια πολλαπλάσια της θεμελιώδους χτίζει σύνθετα κυματοειδή. Διαφορετικά βάρη αρμονικών αλλάζουν τον χαρακτήρα του ήχου.
- Θεμελιώδης + ανώτερες αρμονικές
- Χροιά = συνδυασμός αρμονικών
Σύνοψη έρευνας
Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο
Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.
Βασική ερώτηση
Ένας μουσικός τόνος στα 220 Hz ακούγεται διαφορετικός από καθαρό ημιτονοειδές κύμα στα 220 Hz — έχει «χρώμα» ή χροιά. Τι είναι πραγματικά διαφορετικό στο κυματοειδές του ήχου;
Προβλέψεις προς σταθμίσει
- Ο τόνος είναι απλώς πιο δυνατή έκδοση του ίδιου καθαρού κύματος 220 Hz.
- Ο τόνος έχει διαφορετική θεμελιώδη συχνότητα από 220 Hz.
- Ο τόνος είναι μείγμα της θεμελιώδους συν υψηλότερων αρμονικών σε διαφορετικές εντάσεις.
Ρόλοι μεταβλητών
Τι ρυθμίζεις:
- Αριθμός αρμονικής n
Τι μετράς:
- Συχνότητα n·220 Hz
- Λόγος πλάτους (vs. θεμελιώδη)
Πώς εκτελείται η έρευνα
- Άνοιξε την προεπιλογή rich-timbre και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή εκπέμπει θεμελιώδη 220 Hz συνδυασμένη με συγκεκριμένες υψηλότερες αρμονικές.
- Ενεργοποίησε την εμφάνιση φάσματος αρμονικών στον παρατηρητή.
- Για κάθε γραμμή, διάβασε το πλάτος της αναφερόμενης αρμονικής σε σχέση με το πλάτος της θεμελιώδους.
Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας
- Απαρίθμησε τη συχνότητα κάθε αρμονικής στον πίνακά σου ως n × 220 Hz, και σύγκρινε τους καταγεγραμμένους λόγους πλάτους σου με την εμφάνιση φάσματος.
- Οι 2η και 4η αρμονικές έχουν μηδενικό πλάτος σε αυτόν τον τόνο, ενώ οι 1η, 3η και 5η (όλες οι περιττές) είναι παρούσες. Τι σου λέει ένα φάσμα μόνο με περιττές αρμονικές για το σχήμα του κύματος;
Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο
- Ο τόνος ενός κλαρινέτου κυριαρχείται από περιττές αρμονικές, παρόμοια με αυτόν, ενώ ο τόνος ενός βιολιού περιλαμβάνει και ισχυρές άρτιες αρμονικές. Εξήγησε γιατί δύο όργανα που παίζουν την ίδια θεμελιώδη συχνότητα (220 Hz) εξακολουθούν να ακούγονται εντελώς διαφορετικά.
- Ένας διαπασών παράγει σχεδόν καθαρό τόνο (μόνο τη θεμελιώδη, καμία υψηλότερη αρμονική). Πώς θα έδειχνε διαφορετικά το ραβδόγραμμα φάσματός του από αυτό του πειράματος;
- 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
- Καλώς όρισες στη Πλούσια χροιά
- Επίλεξε την πηγή
- Πάτησε Αναπαραγωγή
- Συνταγή αρμονικών
- Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
- Το κατάφερες!
Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.
Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →