Sointiväri: monimutkaisen sävelen harmoninen sisältö

1 · Ennusta

220 Hz:n musiikillinen sävel kuulostaa erilaiselta kuin puhdas siniaalto kohdassa 220 Hz – sillä on ”väri” eli sointiväri. Mikä sen ääniaallossa oikeasti eroaa?

• 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.

2 · Kokoa

1. Avaa rikas sointiväri -esiasetus ja paina Nollaa. Lähde emitoi 220 Hz perustaajuutta sekoitettuna tiettyihin korkeampiin harmonisiin.
2. Ota käyttöön harmonisen spektrin näyttö havaitsijalla.
3. Jokaiselle riville lue luetellun harmonisen amplitudi suhteessa perustaajuuden amplitudiin.

3 · Kerää data

Hahmottele spektri: pylväskaavio amplitudisuhteesta (y-akseli) harmonista numeroa n vasten (x-akseli) kohdista n = 1–5, mukaan lukien harmoniset, joita ei ole taulukossasi (niiden suhde on 0).

4 · Analysoi

1. Luettele jokaisen taulukossasi olevan harmonisen taajuus muodossa n × 220 Hz ja vertaa kirjaamiasi amplitudisuhteita spektrinäyttöön.
2. 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?

5 · Laajenna

1. 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.
2. Virityshaarukka tuottaa lähes puhtaan sävelen (vain perustaajuus, ei korkeampia harmonisia). Miten sen spektripylväskaavio eroaisi tämän kokeen kuviosta?

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia