맥동: 간섭하는 두 가까운 진동수
1 · 예측
청취자는 소리의 크기가 위아래로 맥동하는 것을 듣습니다.
- 맥박수는 두 진동수의 합과 같습니다.
- 펄스(비트) 속도는 두 진동수 간의 차이와 같습니다.
- 펄스(맥동) 속도는 두 진동수의 평균과 같습니다 (hypothesis.sum도 동일).
2 · 설정
- two-source-beats 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 소스 1은 440Hz로 고정됩니다.
- 관측자 위치에서의 맥놀이 진동수 및 반송 진동수 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대해 소스 2의 진동수를 설정하고 비트 진동수를 기록합니다.
3 · 데이터 수집
| 소스 1 진동수 f₁ (Hz) | 소스 2 진동수 f₂ (Hz) | 캐리어 진동수 f_c (Hz) | 비트 진동수 f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
세 번의 시행에 대해 맥놀이 진동수 f_beat(y축)를 |f₂ − f₁|(x축)에 대해 그래프로 그리세요.
4 · 분석
- 한 번의 시행에 대해 f_beat = |f₂ − f₁|를 계산합니다. 그리고 f_c = (f₁ + f₂)/2. 두 가지를 모두 표와 비교해보세요.
- 청취자가 캐리어 진동수 근처에서 하나의 톤을 인식하고 (훨씬 느린) 비트 진동수에서 음량 펄스가 발생하는 이유를 설명하십시오.
5 · 확장
- ...맥놀이가 0이 될 때까지 조정합니다. 맥놀이가 0이면 두 진동수가 정확히 같다는 뜻인 이유를 설명하세요.
- f₂가 f₁에 점점 가까워질수록 비트 진동수는 어떻게 되나요? f₂ = f₁ 극한에서 무엇을 듣겠습니까?
이 실험의 물리학
비트 진동수
진동수가 거의 같은 두 톤이 겹치면 간섭 패턴이 두 진동수 간의 차이와 동일한 속도로 소리의 크기를 펄스화합니다.
캐리어 진동수
청취자가 실제로 인식하는 피치는 두 소스 진동수의 평균에 가깝습니다. 비트는 해당 평균 톤 위에 올라오는 느린 진폭 맥동입니다.