Onde e suono
Timbro ricco (armoniche)
Premi Play: confronta tono puro e parziali armoniche sull'oscilloscopio.
Timbro ricco (armoniche) — simulazione interattiva (Onde e suono). Premi Play: confronta tono puro e parziali armoniche sull'oscilloscopio. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Timbro e armoniche
Gli strumenti reali producono fondamentale più armoniche. Il mix di armoniche definisce il timbro.
Una serie di Fourier di sinusoidi a multipli interi della fondamentale costruisce forme d'onda complesse. Pesi armonici diversi cambiano il carattere del suono.
- Fondamentale + armoniche superiori
- Timbro = miscela di armoniche
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Un tono musicale a 220 Hz suona diversamente da una sinusoide pura a 220 Hz: ha «colore», timbro. Cosa è davvero diverso nella sua onda sonora?
Previsioni da valutare
- Il tono è solo una versione più forte della stessa onda pura a 220 Hz.
- Il tono ha un'altezza fondamentale diversa da 220 Hz.
- Il tono è un mix di fondamentale più armoniche superiori a intensità diverse.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Numero d'armonica n
Cosa misuri:
- Frequenza n·220 Hz
- Rapporto d'ampiezza (vs fondamentale)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset timbro ricco e premi Reimposta. La sorgente emette una fondamentale a 220 Hz miscelata con armoniche superiori specifiche.
- Attiva la visualizzazione dello spettro armonico all'osservatore.
- Per ogni riga, leggi l'ampiezza dell'armonica elencata rispetto a quella della fondamentale.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Elenca la frequenza di ogni armonica della tua tabella come n × 220 Hz e confronta i rapporti d'ampiezza registrati con lo spettro mostrato.
- La 2ª e la 4ª armonica hanno ampiezza zero in questo tono, mentre 1ª, 3ª e 5ª (tutte dispari) sono presenti. Cosa ti dice uno spettro di sole armoniche dispari sulla forma dell'onda?
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Il tono del clarinetto è dominato da armoniche dispari, simile a questo, mentre il violino include forti armoniche pari. Spiega perché due strumenti che suonano la stessa altezza (220 Hz) suonano comunque completamente diversi.
- Un diapason produce un tono quasi puro (solo fondamentale, niente armoniche superiori). Come apparirebbe diverso il suo spettro a barre da quello di questo esperimento?
- 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
- Benvenuto al timbro ricco
- Seleziona la sorgente
- Premi Play
- Ricetta armonica
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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