Udarbi: interferencija dvije bliske frekvencije
1 · Predviđanje
Dva zvučnika sviraju tonove gotovo iste frekvencije. Slušatelj čuje kako glasnoća pulzira gore-dolje. Što određuje koliko brzo pulzira?
- Učestalost pulsa jednaka je zbroju dviju frekvencija.
- Učestalost pulsa (udarba) jednaka je razlici dviju frekvencija.
- Učestalost pulsa jednaka je prosjeku dviju frekvencija.
2 · Postava
- Otvori postav two-source-beats i pritisni Resetiraj. Izvor 1 fiksiran je na 440 Hz.
- Omogući očitanja frekvencije udarba i nosive frekvencije kod promatrača.
- Postavi frekvenciju Izvora 2 za svaki pokušaj i zabilježi frekvenciju udarba.
3 · Prikupljanje podataka
| Frekvencija izvora 1 f₁ (Hz) | Frekvencija izvora 2 f₂ (Hz) | Nosiva frekvencija f_c (Hz) | Frekvencija udarba f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Nacrtaj frekvenciju udarba f_beat (y-os) naspram |f₂ − f₁| (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj f_beat = |f₂ − f₁| i f_c = (f₁ + f₂)/2. Usporedi oba s tablicom.
- Objasni zašto slušatelj čuje jedan ton blizu nosive frekvencije, s glasnoćom koja pulzira (mnogo sporijom) frekvencijom udarba.
5 · Proširenje
- Glazbenici štimaju instrumente slušajući udarbe između svoje note i referentnog tona, podešavajući dok se udarbi ne uspore do nule. Objasni zašto nula udarba znači da su dvije frekvencije točno jednake.
- Kako se f₂ približava f₁, što se događa s frekvencijom udarba? Što bi čuo u granici f₂ = f₁?
Fizika iza ovog pokusa
Frekvencija udarba
Kad se dva tona gotovo jednake frekvencije preklope, njihov interferencijski uzorak pulzira u glasnoći brzinom jednakom razlici dviju frekvencija.
Nosiva frekvencija
Visina tona koju slušatelj stvarno čuje blizu je prosjeku dviju frekvencija izvora — udarac je sporo pulziranje amplitude koje jaše na tom prosječnom tonu.
Valovi i zvuk
- Putujući valovi na žici: brzina, frekvencija i valna duljina
- Stojeći valovi: harmonici na fiksnoj žici
- Dopplerov učinak: izvor se približava slušatelju
- Intenzitet zvuka i zakon inverznog kvadrata
- Skala decibela: sažimanje golemog raspona intenziteta
- Boja tona: harmonijski sadržaj složenog tona
- Rezonancija otvorene cijevi: duljina određuje visinu tona