Bangos ir garsas
Turtingas tembras (harmonikos)
Spausk Leisti — palygink gryną toną ir harmonines sudedamąsias oscilografe.
Turtingas tembras (harmonikos) — interaktyvi Bangos ir garsas simuliacija. Spausk Leisti — palygink gryną toną ir harmonines sudedamąsias oscilografe. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Tembras ir harmonikos
Realūs instrumentai gamina pagrindinį dažnį ir virštonius. Harmonikų maišas nustato tembrą.
Sinusinių bangų Furjė eilutė pagrindinio dažnio sveikaisiais kartotiniais stato sudėtines bangų formas. Skirtingi harmonikų svoriai keičia garso pobūdį.
- Pagrindinis dažnis + virštoniai
- Tembras = harmonikų maišas
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Muzikinis tonas 220 Hz skamba kitaip nei gryna sinusinė banga 220 Hz — jis turi „spalvą“ ar tembrą. Kas iš tikrųjų skiriasi jo garso bangoje?
Svarstytini spėjimai
- Tonas yra tik garsesnė tos pačios grynosios 220 Hz bangos versija.
- Tonas turi kitą pagrindinį aukštį nei 220 Hz.
- Tonas yra pagrindinio ir aukštesniųjų harmonikų, skirtingo stiprio, maišas.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Harmonikos numeris n
Ką tu matauji:
- Dažnis n·220 Hz
- Amplitudžių santykis (pagrindinio atžvilgiu)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Tembras“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šaltinis spinduliuoja 220 Hz pagrindinį, sumaišytą su konkrečiomis aukštesnėmis harmonikomis.
- Įjunk harmoninio spektro vaizdą stebėtojui.
- Kiekvienai eilutei nuskaityk nurodytos harmonikos amplitudę pagrindinės amplitudės atžvilgiu.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Išvardyk kiekvienos harmonikos lentelėje dažnį kaip n × 220 Hz ir palygink užsirašytus amplitudžių santykius su spektro vaizdu.
- 2-oji ir 4-oji harmonikos šiame tone turi nulinę amplitudę, o 1-oji, 3-ioji ir 5-oji (visos nelyginės) yra. Ką spektras tik su nelyginėmis harmonikomis sako apie bangos formą?
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Klar neto toną vyrauja nelyginės harmonikos, panašiai kaip šiame, o smuko tone yra ir stiprių lyginių harmonikų. Paaiškink, kodėl du instrumentai, grojantys identišką pagrindinį aukštį (220 Hz), vis tiek skamba visiškai skirtingai.
- Derinamojo šakutė tonas yra beveik grynasis (tik pagrindinis, be aukštesniųjų harmonikų). Kuo jos spektro stulpelinė diagrama skirtųsi nuo šio eksperimento?
- 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
- Sveiki atvykę prie turtingo tembro
- Pasirink šaltinį
- Spausk Leisti
- Harmonikų receptas
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →