Bangas un skaņa
Bagāts tembrs (harmoniskie)
Nospied „Atskaņot“ — salīdzini tīru toni un harmoniskās sastāvdaļas uz oscilogrāfa.
Bagāts tembrs (harmoniskie) — interaktīva Bangas un skaņa simulācija. Nospied „Atskaņot“ — salīdzini tīru toni un harmoniskās sastāvdaļas uz oscilogrāfa. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Tembrs un harmoniskie
Īstie instrumenti rada pamattoni plus virstonus. Harmonisko maisījums nosaka tembru.
Sinusviļņu Furjē rinda pamatfrekvences veselos reizinātājos būvē saliktus viļņu veidus. Dažādi harmoniskie svari maina skaņas raksturu.
- Pamatvilnis + obertoni
- Tembrs = harmonisko maisījums
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Mūzikas tonis 220 Hz izklausās atšķirīgi no tīra sinusa viļņa 220 Hz — tam ir „krāsa” jeb tembrs. Kas īstenībā ir atšķirīgs tā skaņas vilnī?
Prognozes, ko svērt
- Tonis ir tikai skaļāka versija tam pašam tīrajam 220 Hz vilnim.
- Tonim ir atšķirīgs pamattones augstums nekā 220 Hz.
- Tonis ir maisījums no pamatvilnis plus augstākie harmoniskie dažādos spēkos.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Harmoniskā numurs n
Ko tu mēri:
- Frekvence n·220 Hz
- Amplitūdas attiecība (pret pamatvilni)
Kā izpēte norit
- Atver bagātā tembra eksperimentu un nospied Atiestatīt. Avots izstaro 220 Hz pamatvilni, sajauktu ar noteiktiem augstākajiem harmoniskajiem.
- Ieslēdz harmoniskā spektra attēlojumu pie novērotāja.
- Katrai rindai nolasi uzskaitītā harmoniskā amplitūdu attiecībā pret pamatvilņa amplitūdu.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Uzskaiti katra harmoniskā frekvenci savā tabulā kā n × 220 Hz un salīdzini savus ierakstītos amplitūdas attiecības ar spektra attēlojumu.
- 2. un 4. harmoniskajiem ir nulles amplitūda šajā tonī, kamēr 1., 3. un 5. (visi nepāra) ir klāt. Ko spektrs tikai ar nepāra harmoniskajiem saka par viļņa formu?
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Klarnetes toni dominē nepāra harmoniskie, līdzīgi kā šim, kamēr vijoles tonis ietver arī stiprus pāra harmoniskos. Izskadyro, kāpēc divi instrumenti, spēlējot identisku pamattones augstumu (220 Hz), tomēr izklausās pilnīgi atšķirīgi.
- Skalas dakšiņa rada gandrīz tīru toni (tikai pamatvilni, bez augstākajiem harmoniskajiem). Kā tās spektra stabiņu diagramma izskatītos atšķirīgi no šī eksperimenta?
- 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
- Sveicināts bagātā tembra eksperimentā
- Atlasīts avotu
- Nospied „Atskaņot”
- Harmoniskā recepte
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →