Mušimai: dviejų artimų dažnių interferencija
1 · Spėk
Du garsiakalbiai groja tonus beveik tuo pačiu dažniu. Klausytojas girdi garsumą pulsuojant aukštyn ir žemyn. Kas lemia pulsavimo greitį?
- Pulsavimo dažnis lygus dviejų dažnių sumai.
- Pulsavimo (mušimų) dažnis lygus dviejų dažnių skirtumui.
- Pulsavimo dažnis lygus dviejų dažnių vidurkiui.
2 · Paruošk
- 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.
3 · Rink duomenis
| 1 šaltinio dažnis f₁ (Hz) | 2 šaltinio dažnis f₂ (Hz) | Nešlio dažnis f_c (Hz) | Mušimų dažnis f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Braižyk mušimų dažnį f_beat (y ašis) prieš |f₂ − f₁| (x ašis) savo trims bandymams.
4 · Analizuok
- 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.
5 · Išplėsk
- 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?
Fizika už šio eksperimento
Mušimų dažnis
Kai du beveik vienodo dažnio tonai persidengia, jų interferencijos raštas pulsuoja garsumu dažniu, lygiu dviejų dažnių skirtumui.
Nešlio dažnis
Aukštis, kurį klausytojas iš tikrųjų suvokia, arti dviejų šaltinio dažnių vidurkio — mušimas yra lėta amplitudės pulsacija, jojanti ant to vidutinio tono.
Bangos ir garsas
- Keliaujančios bangos stygoje: greitis, dažnis ir bangos ilgis
- Stovinčios bangos: harmonikos fiksuotoje stygoje
- Doplerio efektas: artėjantis šaltinis ir klausytojas
- Garso stipris ir atvirkštinio kvadrato dėsnis
- Decibelų skalė: milžiniško stiprių rėžo glaudinimas
- Tembras: sudėtinio tono harmoninis turinys
- Atviro vamzdžio rezonansas: ilgis nustato aukštį