Boja tona: harmonijski sadržaj složenog tona
1 · Predviđanje
Glazbeni ton od 220 Hz zvuči drugačije od čistog sinusnog vala od 220 Hz — ima „boju“ ili boju tona. Što je stvarno drugačije u njegovom zvučnom valu?
- Ton je samo glasnija verzija istog čistog vala od 220 Hz.
- Ton ima drugačiji osnovni visinu tona od 220 Hz.
- Ton je mješavina osnovnog i viših harmonika različitih jakosti.
2 · Postava
- Otvori postav rich-timbre i pritisni Resetiraj. Izvor emitira osnovni ton od 220 Hz pomiješan s određenim višim harmonicima.
- Omogući prikaz harmonijskog spektra kod promatrača.
- Za svaki redak očitaj amplitudu navedenog harmonika u odnosu na amplitudu osnovnog tona.
3 · Prikupljanje podataka
| Broj harmonika n | Frekvencija n·220 Hz | Omjer amplituda (naspram osnovnog) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 3 | ||
| 5 |
Skiciraj spektar: stupčasti graf omjera amplituda (y-os) naspram broja harmonika n (x-os) za n = 1 do 5, uključujući harmonike koji nisu u tvojoj tablici (njihov omjer je 0).
4 · Analiza
- Izlistaj frekvenciju svakog harmonika u svojoj tablici kao n × 220 Hz i usporedi svoje zabilježene omjere amplituda s prikazom spektra.
- 2. i 4. harmonik imaju nultu amplitudu u ovom tonu, dok su 1., 3. i 5. (svi neparni) prisutni. Što ti spektar sa samo neparnim harmonicima govori o obliku vala?
5 · Proširenje
- Neparni harmonici dominiraju tonom klarineta, slično ovome, dok ton violine uključuje i jake parne harmonike. Objasni zašto dva instrumenta koja sviraju identičnu osnovnu visinu tona (220 Hz) ipak zvuče potpuno drugačije.
- Uvijala viljuška proizvodi gotovo čist ton (samo osnovni, bez viših harmonika). Kako bi njezin stupčasti spektar izgledao drugačije od spektara ovog pokusa?
Valovi i zvuk
- Putujući valovi na žici: brzina, frekvencija i valna duljina
- Udarbi: interferencija dvije bliske frekvencije
- Stojeći valovi: harmonici na fiksnoj žici
- Dopplerov učinak: izvor se približava slušatelju
- Intenzitet zvuka i zakon inverznog kvadrata
- Skala decibela: sažimanje golemog raspona intenziteta
- Rezonancija otvorene cijevi: duljina određuje visinu tona