Lained ja heli
Rikas tämber (harmoonikud)
Vajuta Esita — võrdle puhast tooni ja harmoonilisi osatoone osilloskoobil.
Rikas tämber (harmoonikud) — interaktiivne Lained ja heli simulatsioon. Vajuta Esita — võrdle puhast tooni ja harmoonilisi osatoone osilloskoobil. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Tämber ja harmoonikud
Päris pillid tekitavad põhitooni koos ülemtoonidega. Harmoonikute segu määrab tämbri.
Siinulainete Fourieri rida põhitooni täisarvkordselt ehitab keerulisi lainekujusid. Erinevad harmoonilised kaalud muudavad heli iseloomu.
- Põhitoon + ülemtoonid
- Tämber = harmoonikute segu
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Musikaalne toon 220 Hz kõlab teisiti kui puhas siinlaine 220 Hz — tal on „värv“ ehk tämber. Mis on tema helilaine puhul tegelikult teistsugune?
Kaalutavad ennustused
- Toon on lihtsalt valjem versioon samast puhtast 220 Hz lainest.
- Toonil on teistsugune põhihelikõrgus kui 220 Hz.
- Toon on põhisageduse pluss kõrgemate harmoonikute segu erinevatel tugevustel.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Harmooniku number n
Mida sa mõõdad:
- Sagedus n·220 Hz
- Amplituudi suhe (põhisagedusega)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava tämbri eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Allikas kiirgab 220 Hz põhisageduse, segatuna kindlate kõrgemate harmoonikutega.
- Lülita sisse harmoonilise spektri kuva vaatleja juures.
- Loe igas reas välja loetletud harmooniku amplituud võrreldes põhisageduse amplituudiga.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Loetle iga tabeli harmooniku sagedus kui n × 220 Hz ja võrdle oma kirja pandud amplituudisuhteid spektri kuvaga.
- 2. ja 4. harmoonikul on selles toonis null amplituud, samas 1., 3. ja 5. (kõik paaritud) on olemas. Mida ütleb spekter, kus on ainult paaritud harmoonikud, laine kuju kohta?
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Klarineti tooni domineerivad paaritud harmoonikud, sarnaselt sellele, samas kui viiuli toon sisaldab ka tugevaid paaris harmoonikuid. Selgita, miks kaks pilli, mis mängivad identset põhiheli (220 Hz), kõlavad ikkagi täiesti erinevalt.
- Häälestuskahvel toodab peaaegu puhta tooni (ainult põhisagedus, ilma kõrgemate harmoonikuteta). Kuidas näeks tema spektri tulpdiagramm välja erinevalt selle eksperimendi omast?
- 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
- Tere tulemast rikka tämbri juurde
- Vali allikas
- Vajuta Esita
- Harmoonikute retsept
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.