Χροιά: Αρμονικό περιεχόμενο σύνθετου τόνου

1 · Πρόβλεψε

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;

• 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.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή rich-timbre και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή εκπέμπει θεμελιώδη 220 Hz συνδυασμένη με συγκεκριμένες υψηλότερες αρμονικές.
2. Ενεργοποίησε την εμφάνιση φάσματος αρμονικών στον παρατηρητή.
3. Για κάθε γραμμή, διάβασε το πλάτος της αναφερόμενης αρμονικής σε σχέση με το πλάτος της θεμελιώδους.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Σκίτσαρε το φάσμα: ραβδόγραμμα λόγου πλάτους (άξονας y) έναντι αριθμού αρμονικής n (άξονας x) για n = 1 έως 5, συμπεριλαμβανομένων των αρμονικών που δεν είναι στον πίνακά σου (ο λόγος τους είναι 0).

4 · Ανάλυση

1. Απαρίθμησε τη συχνότητα κάθε αρμονικής στον πίνακά σου ως n × 220 Hz, και σύγκρινε τους καταγεγραμμένους λόγους πλάτους σου με την εμφάνιση φάσματος.
2. 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;

5 · Επέκταση

1. 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.
2. Ένας διαπασών παράγει σχεδόν καθαρό τόνο (μόνο τη θεμελιώδη, καμία υψηλότερη αρμονική). Πώς θα έδειχνε διαφορετικά το ραβδόγραμμα φάσματός του από αυτό του πειράματος;

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής