Κύματα και ήχος
Παλμοί δύο πηγών
Πάτησε Αναπαραγωγή — δες τα μέτωπα των κυμάτων να συμπλέκουν· ο παρατηρητής ακούει παλμούς και το y(t) δείχνει τον φάκελο.
Παλμοί δύο πηγών — διαδραστική προσομοίωση Κύματα και ήχος. Πάτησε Αναπαραγωγή — δες τα μέτωπα των κυμάτων να συμπλέκουν· ο παρατηρητής ακούει παλμούς και το y(t) δείχνει τον φάκελο. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.
Παλμοί
Δύο πηγές με ελαφρώς διαφορετικές συχνότητες παράγουν παλμικό σχήμα — αργή άνοδο και πτώση της ηχηρότητας.
Η συμβολή μεταξύ f₁ και f₂ δημιουργεί συνδυασμένο κύμα του οποίου το πλάτος διαμορφώνεται με ρυθμό |f₁ − f₂|. Ο παρατηρητής ακούει τη συχνότητα παλμών.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- Υπέρθεση κυμάτων
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
Δύο ηχεία παίζουν τόνους σχεδόν ίδιας συχνότητας. Ένας ακροατής ακούει την ηχηρότητα να πάλλεται πάνω-κάτω. Τι καθορίζει πόσο γρήγορα πάλλεται;
Προβλέψεις προς σταθμίσει
- Ο ρυθμός παλμών ισούται με το άθροισμα των δύο συχνοτήτων.
- Ο ρυθμός παλμών (παλμών) ισούται με τη διαφορά των δύο συχνοτήτων.
- Ο ρυθμός παλμών ισούται με τον μέσο όρο των δύο συχνοτήτων.
Ρόλοι μεταβλητών
Τι ρυθμίζεις:
- Συχνότητα πηγής 1 f₁ (Hz)
- Συχνότητα πηγής 2 f₂ (Hz)
Τι μετράς:
- Φέρουσα συχνότητα f_c (Hz)
- Συχνότητα παλμών f_beat (Hz)
Πώς εκτελείται η έρευνα
- Άνοιξε την προεπιλογή two-source-beats και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή 1 είναι σταθερή στα 440 Hz.
- Ενεργοποίησε τις ενδείξεις συχνότητας παλμών και φέρουσας συχνότητας στον παρατηρητή.
- Ρύθμισε τη συχνότητα της πηγής 2 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε τη συχνότητα παλμών.
Κυρίαρχη εξίσωση
Συχνότητα παλμών — f_beat = |f₁ − f₂|
Όταν δύο τόνοι σχεδόν ίσης συχνότητας επικαλύπτονται, το σχήμα συμβολής τους πάλλεται στην ηχηρότητα με ρυθμό ίσο με τη διαφορά των δύο συχνοτήτων.
Φέρουσα συχνότητα — f_c = (f₁ + f₂)/2
Το τονικό ύψος που πραγματικά αντιλαμβάνεται ο ακροατής είναι κοντά στον μέσο όρο των δύο συχνοτήτων πηγής — ο παλμός είναι αργή παλμική διαμόρφωση πλάτους πάνω σε αυτόν τον μέσο τόνο.
Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας
- Για μία δοκιμή, υπολόγισε f_beat = |f₂ − f₁| και f_c = (f₁ + f₂)/2. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
- Εξήγησε γιατί ένας ακροατής αντιλαμβάνεται έναν τόνο κοντά στη φέρουσα συχνότητα, με την ηχηρότητα να πάλλεται στη (πολύ βραδύτερη) συχνότητα παλμών.
Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο
- Οι μουσικοί συντονίζουν όργανα ακούγοντας παλμούς μεταξύ της νότας τους και τόνου αναφοράς, ρυθμίζοντας μέχρι οι παλμοί να επιβραδυνθούν στο μηδέν. Εξήγησε γιατί μηδέν παλμοί σημαίνει ότι οι δύο συχνότητες είναι ακριβώς ίσες.
- Καθώς το f₂ πλησιάζει όλο και περισσότερο το f₁, τι θα γίνει με τη συχνότητα παλμών; Τι θα άκουγες στο όριο 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
- Καλώς όρισες στους Παλμούς δύο πηγών
- Επίλεξε τον παρατηρητή
- Πάτησε Αναπαραγωγή
- Άκουσε το κυματισμό
- 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 →