Bangas un skaņa
Sitieni no diviem avotiem
Nospied „Atskaņot“ — vēro, kā viļņu frontes interferē; novērotājs dzird sitienus, un y(t) rāda apvalku.
Sitieni no diviem avotiem — interaktīva Bangas un skaņa simulācija. Nospied „Atskaņot“ — vēro, kā viļņu frontes interferē; novērotājs dzird sitienus, un y(t) rāda apvalku. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Sitieni
Divi avoti ar nedaudz atšķirīgām frekvencēm rada sitienu rakstu — lēnu skaļuma kāpumu un kritumu.
Interference starp f₁ un f₂ rada apvienotu vilni, kura amplitūda modulējas ar |f₁ − f₂|. Novērotājs dzird sitienu frekvenci.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- Viļņu superpozīcija
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
Divi skaļruņi spēlē toņus, kas ir gandrīz vienā frekvencē. Klausītājs dzird skaļumu pulsējam augšup un lejup. Kas nosaka, cik ātri tas pulsē?
Prognozes, ko svērt
- Pulsa temps ir vienāds ar abu frekvencu summu.
- Pulsa (sitienu) temps ir vienāds ar starpību starp abām frekvencēm.
- Pulsa temps ir vienāds ar abu frekvencu vidējo vērtību.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- 1. avota frekvence f₁ (Hz)
- 2. avota frekvence f₂ (Hz)
Ko tu mēri:
- Nesējfrekvence f_c (Hz)
- Sitienu frekvence f_beat (Hz)
Kā izpēte norit
- Atver sitienu eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1. avots ir fiksēts 440 Hz.
- Ieslēdz sitienu frekvences un nesējfrekvences rādījumus pie novērotāja.
- Iestati 2. avota frekvenci katram mēģinājumam un ieraksti sitienu frekvenci.
Noteicošais vienādojums
Sitienu frekvence — f_beat = |f₁ − f₂|
Kad divi gandrīz vienādas frekvences toņi pārklājas, to interferences raksts pulsē skaļumā ar tempu, kas vienāds ar starpību starp abām frekvencēm.
Nesējfrekvence — f_c = (f₁ + f₂)/2
Toņa augstumu, ko klausītājs patiesībā uztver, ir tuvu abu avotu frekvencu vidējai — sitiens ir lēna amplitūdas pulsācija, kas jājās virsū tam vidējam tonim.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini f_beat = |f₂ − f₁| un f_c = (f₁ + f₂)/2. Salīdzini abus ar tabulu.
- Izskadyro, kāpēc klausītājs uztver vienu toni tuvu nesējfrekvencei, ar skaļumu, kas pulsē (daudz lēnāk) sitienu frekvencē.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Mūziķi skaņo instrumentus, klausoties sitienos starp savu noti un atsauces toni, pielāgojot, līdz sitieni palēninās līdz nullei. Izskadyro, kāpēc nulles sitieni nozīmē, ka abas frekvences ir tieši vienādas.
- F₂ tuvojoties un tuvojoties f₁, kas notiek ar sitienu frekvenci? Ko tu dzirdētu robežā 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
- Sveicināts sitienu eksperimentā
- Atlasīts novērotāju
- Nospied „Atskaņot”
- Dzirdi šūpošanos
- 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 →