Παλμοί: Δύο κοντινές συχνότητες που συμβάλλουν
1 · Πρόβλεψε
Δύο ηχεία παίζουν τόνους σχεδόν ίδιας συχνότητας. Ένας ακροατής ακούει την ηχηρότητα να πάλλεται πάνω-κάτω. Τι καθορίζει πόσο γρήγορα πάλλεται;
- 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.
2 · Διάταξη
- 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.
3 · Συλλογή Δεδομένων
| Συχνότητα πηγής 1 f₁ (Hz) | Συχνότητα πηγής 2 f₂ (Hz) | Φέρουσα συχνότητα f_c (Hz) | Συχνότητα παλμών f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Χαράξε τη συχνότητα παλμών f_beat (άξονας y) έναντι του |f₂ − f₁| (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.
4 · Ανάλυση
- 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.
5 · Επέκταση
- 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;
Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα
Συχνότητα παλμών
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
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.
Κύματα και ήχος
- Τρέχοντα κύματα σε χορδή: Ταχύτητα, συχνότητα και μήκος κύματος
- Στάσιμα κύματα: Αρμονικές σε στερεωμένη χορδή
- Φαινόμενο Doppler: Πηγή που πλησιάζει ακροατή
- Ένταση ήχου και νόμος αντίστροφου τετραγώνου
- Η κλίμακα ντεσιμπέλ: Συμπίεση τεράστιου εύρους εντάσεων
- Χροιά: Αρμονικό περιεχόμενο σύνθετου τόνου
- Συντονισμός ανοιχτού σωλήνα: Το μήκος ορίζει το τονικό ύψος