Aallot ja ääni
Rikas sointiväri (harmoniset)
Paina Toista – vertaa puhdasta säveltä ja harmonisia osasäveliä oskilloskoopilla.
Rikas sointiväri (harmoniset) – interaktiivinen Aallot ja ääni-simulaatio. Paina Toista – vertaa puhdasta säveltä ja harmonisia osasäveliä oskilloskoopilla. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
Sointiväri ja harmoniset
Todelliset soittimet tuottavat perusaallon yliaaltoineen. Harmonisten sekoitus määrää sointivärin.
Fourier'n sarja siniaalloista perustaajuuden kokonaismonikertoina rakentaa monimutkaisia aaltomuotoja. Eri harmoniset painotukset muuttavat äänen luonnetta.
- Perusaalto + yliaallot
- Sointiväri = harmonisten sekoitus
Tutkimustiivistelmä
Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista
Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.
Tutkimuskysymys
220 Hz:n musiikillinen sävel kuulostaa erilaiselta kuin puhdas siniaalto kohdassa 220 Hz – sillä on ”väri” eli sointiväri. Mikä sen ääniaallossa oikeasti eroaa?
Punniteltavat ennusteet
- Sävel on vain voimakkaampi versio samasta puhtaasta 220 Hz aallosta.
- Sävelen perustasosävelkorkeus on eri kuin 220 Hz.
- Sävel on sekoitus perusaallosta ja korkeammista harmonisista eri vahvuuksilla.
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Harmoninen numero n
Mitä mittaat:
- Taajuus n·220 Hz
- Amplitudisuhde (vs. perustaajuus)
Miten tutkimus etenee
- Avaa rikas sointiväri -esiasetus ja paina Nollaa. Lähde emitoi 220 Hz perustaajuutta sekoitettuna tiettyihin korkeampiin harmonisiin.
- Ota käyttöön harmonisen spektrin näyttö havaitsijalla.
- Jokaiselle riville lue luetellun harmonisen amplitudi suhteessa perustaajuuden amplitudiin.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Luettele jokaisen taulukossasi olevan harmonisen taajuus muodossa n × 220 Hz ja vertaa kirjaamiasi amplitudisuhteita spektrinäyttöön.
- 2. ja 4. harmonisilla on nolla amplitudi tässä sävelessä, kun taas 1., 3. ja 5. (kaikki parittomat) ovat läsnä. Mitä spektri, jossa on vain parittomia harmonisia, kertoo aaltomuodon muodosta?
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Klarinetin säveltä hallitsevat parittomat harmoniset, samankaltaisesti kuin tässä, kun taas viulun sävel sisältää vahvoja parillisiakin harmonisia. Selitä, miksi kaksi soitinta, jotka soittavat täsmälleen samaa perustasosävelkorkeutta (220 Hz), kuulostavat silti täysin erilaisilta.
- Virityshaarukka tuottaa lähes puhtaan sävelen (vain perustaajuus, ei korkeampia harmonisia). Miten sen spektripylväskaavio eroaisi tämän kokeen kuviosta?
- 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
- Tervetuloa rikkaan sointivärin pariin
- Valitse lähde
- Paina Toista
- Harmoninen resepti
- Avaa Ominaisuudet-paneeli
- Onnistuit!
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →