موج و صوت
نبض دو منبع
Play را بفشارید — تداخل جبهههای موج را ببینید؛ ناظر نبض میشنود و y(t) پوش را نشان میدهد.
نبض دو منبع — شبیهسازی تعاملی موج و صوت. Play را بفشارید — تداخل جبهههای موج را ببینید؛ ناظر نبض میشنود و y(t) پوش را نشان میدهد. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
ضربان
دو منبع با بسامدهای کمی متفاوت الگوی نبض میسازند — بالا و پایینرفتن کندِ بلندی.
تداخل f₁ و f₂ موجی ترکیبی میسازد که دامنهاش با |f₁ − f₂| مدوله میشود. شنونده بسامد نبض را میشنود.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- برهمنهی موجها
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
دو بلندگو نُتهایی تقریباً همبسامد مینوازند. شنونده بلندی صدا را بالا و پایین تپنده میشنود. چه چیزی سرعت تپش را تعیین میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- نرخ تپش برابر مجموع دو بسامد است.
- نرخ تپش (نبض) برابر اختلاف دو بسامد است.
- نرخ تپش برابر میانگین دو بسامد است.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- بسامد منبع 1 با f₁ (Hz)
- بسامد منبع 2 با f₂ (Hz)
آنچه اندازه میگیرید:
- بسامد حامل f_c (Hz)
- بسامد ضربان f_beat (Hz)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم نبض دو منبع را باز کنید و Reset بزنید. منبع 1 ثابت روی 440 Hz است.
- قرائتهای بسامد نبض و بسامد حامل را نزد ناظر فعال کنید.
- بسامد منبع 2 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و بسامد نبض را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
بسامد ضربان — f_beat = |f₁ − f₂|
وقتی دو تُن با بسامد تقریباً برابر همپوشانی میشوند، الگوی تداخشان با نرخی برابر اختلاف دو بسامد در بلندی تپش میکند.
بسامد حامل — f_c = (f₁ + f₂)/2
زیریای که شنونده واقعاً میشنود نزدیک میانگین دو بسامد منبع است — نبض، تپش دامنهای کندی است که بر آن تن میانگین سوار است.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، f_beat = |f₂ − f₁| و f_c = (f₁ + f₂)/2 را حساب کنید. هر دو را با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا شنونده تن واحدی نزدیک بسامد حامل میشنود که بلندیاش با بسامد نبضِ (خیلی کندتر) تپش میکند.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- موسیقیدانها سازها را با شنیدن نبض میان نُت خود و نُت مرجع کوک میکنند و آنقدر تنظیم میکنند تا نبضها به صفر کند شوند. توضیح دهید چرا نبض صفر یعنی دو بسامد دقیقاً برابرند.
- وقتی f₂ به f₁ نزدیک و نزدیکتر میشود، بسامد ضربان چه میشود؟ در حد f₂ = f₁ چه چیزی میشنوید؟
- 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
- به نبض دو منبع خوش آمدید
- انتخاب ناظر
- Play را بفشارید
- شنیدن تپش
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.