파동과 소리
풍부한 음색 (배음)
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풍부한 음색 (배음) — 인터랙티브 파동과 소리 시뮬레이션. 재생을 누르세요 — 오실로스코프에서 순음과 배음 성분을 비교해보세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
음색과 고조파
실제 악기는 기본음과 배음을 함께 냅니다. 고조파의 조합이 음색을 결정합니다.
기본 진동수의 정수배에 해당하는 사인파의 푸리에 급수가 복잡한 파형을 만듭니다. 고조파 가중치가 다르면 소리 특성도 달라집니다.
- 기본음 + 배음
- 음색 = 배음의 조합
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
220Hz의 음악 톤은 220Hz의 순수 사인파와 다르게 들립니다. 즉, '색상' 또는 음색이 있습니다. 실제로 음파의 차이점은 무엇입니까?
검토할 예측
- 톤은 동일한 순수한 220Hz 파동의 더 큰 버전일 뿐입니다.
- 톤은 220Hz와 기본 피치가 다릅니다.
- 톤은 다양한 강도의 기본 고조파와 고조파가 혼합된 것입니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 고조파 수 n
측정하는 것:
- 진동수 n·220Hz
- 진폭 비율(기본 대비)
실험 진행 방법
- rich-timbre 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 소스는 특정 고조파와 혼합된 220Hz 기본파를 방출합니다.
- 관찰자에서 고조파 스펙트럼 표시를 활성화합니다.
- 각 행에 대해 기본 진폭을 기준으로 나열된 고조파의 진폭을 읽습니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 표에 각 고조파의 진동수를 n × 220Hz로 나열하고 기록된 진폭 비율을 스펙트럼 표시와 비교합니다.
- 이 톤에는 2차 및 4차 고조파의 진폭이 0인 반면 1차, 3차, 5차(모두 홀수)가 존재합니다. 홀수 고조파만 있는 스펙트럼은 파동의 모양에 대해 무엇을 알려줍니까?
실험 밖에서의 활용
- 클라리넷의 음색은 이와 유사한 홀수 배음이 지배하는 반면, 바이올린의 음색에는 강한 고른 배음도 포함됩니다. 동일한 기본 피치(220Hz)를 연주하는 두 악기가 여전히 완전히 다른 소리를 내는 이유를 설명하세요.
- 소리굽쇠는 거의 순수한 톤(기본음만 생성하고 더 높은 고조파는 없음)을 생성합니다. 스펙트럼 막대 차트는 이 실험과 어떻게 다르게 보일까요?
- 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
- 풍부한 음색에 오신 것을 환영합니다
- 음원 선택
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- 잘 하셨습니다!
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