Bangos ir garsas
Dviejų šaltinių mušimai
Spausk Leisti — žiūrėk, kaip bangų frontai interferuoja; stebėtojas girdi mušimus, o y(t) rodo gaubtą.
Dviejų šaltinių mušimai — interaktyvi Bangos ir garsas simuliacija. Spausk Leisti — žiūrėk, kaip bangų frontai interferuoja; stebėtojas girdi mušimus, o y(t) rodo gaubtą. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Mušimai
Du šiek tiek skirtingų dažnių šaltiniai sukuria mušimų raštą — lėtą garsumo kilimą ir kritimą.
Interferencija tarp f₁ ir f₂ sukuria sudėtinę bangą, kurios amplitudė moduliuojama dažniu |f₁ − f₂|. Stebėtojas girdi mušimų dažnį.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- Bangų superpozicija
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
Du garsiakalbiai groja tonus beveik tuo pačiu dažniu. Klausytojas girdi garsumą pulsuojant aukštyn ir žemyn. Kas lemia pulsavimo greitį?
Svarstytini spėjimai
- Pulsavimo dažnis lygus dviejų dažnių sumai.
- Pulsavimo (mušimų) dažnis lygus dviejų dažnių skirtumui.
- Pulsavimo dažnis lygus dviejų dažnių vidurkiui.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- 1 šaltinio dažnis f₁ (Hz)
- 2 šaltinio dažnis f₂ (Hz)
Ką tu matauji:
- Nešlio dažnis f_c (Hz)
- Mušimų dažnis f_beat (Hz)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Mušimai“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. 1 šaltinis fiksuotas ties 440 Hz.
- Įjunk mušimų dažnio ir nešlio dažnio rodmenis stebėtojui.
- Nustatyk 2 šaltinio dažnį kiekvienam bandymui ir užsirašyk mušimų dažnį.
Valdančioji lygtis
Mušimų dažnis — f_beat = |f₁ − f₂|
Kai du beveik vienodo dažnio tonai persidengia, jų interferencijos raštas pulsuoja garsumu dažniu, lygiu dviejų dažnių skirtumui.
Nešlio dažnis — f_c = (f₁ + f₂)/2
Aukštis, kurį klausytojas iš tikrųjų suvokia, arti dviejų šaltinio dažnių vidurkio — mušimas yra lėta amplitudės pulsacija, jojanti ant to vidutinio tono.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok f_beat = |f₂ − f₁| ir f_c = (f₁ + f₂)/2. Palygink abu su lentele.
- Paaiškink, kodėl klausytojas suvokia vieną toną arti nešlio dažnio, garsumui pulsuojant (kur kas lėčiau) mušimų dažniu.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Muzikantai derina instrumentus klausydamiesi mušimų tarp savo natos ir atskaitinio tono, derindami iki mušimai sulėtėja iki nulio. Paaiškink, kodėl nuliniai mušimai reiškia, kad du dažniai tiksliai lygūs.
- F₂ vis arčiau artėjant prie f₁, kas atsitinka mušimų dažniui? Ką girdėtum riboje f₂ = f₁?
- 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 dviejų šaltinių mušimų
- Pasirink stebėtoją
- Spausk Leisti
- Girdi svyravimą
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →