Sitieni: divas tuvas frekvences interferē
1 · Prognozē
Divi skaļruņi spēlē toņus, kas ir gandrīz vienā frekvencē. Klausītājs dzird skaļumu pulsējam augšup un lejup. Kas nosaka, cik ātri tas pulsē?
- 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.
2 · Iestati
- 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.
3 · Vāc datus
| 1. avota frekvence f₁ (Hz) | 2. avota frekvence f₂ (Hz) | Nesējfrekvence f_c (Hz) | Sitienu frekvence f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Zīmē sitienu frekvenci f_beat (y ass) pret |f₂ − f₁| (x ass) saviem trim mēģinājumiem.
4 · Analizē
- 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.
5 · Paplašina
- 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?
Fizika aiz šī eksperimenta
Sitienu frekvence
Kad divi gandrīz vienādas frekvences toņi pārklājas, to interferences raksts pulsē skaļumā ar tempu, kas vienāds ar starpību starp abām frekvencēm.
Nesējfrekvence
Toņa augstumu, ko klausītājs patiesībā uztver, ir tuvu abu avotu frekvencu vidējai — sitiens ir lēna amplitūdas pulsācija, kas jājās virsū tam vidējam tonim.
Bangas un skaņa
- Ejošie viļņi uz stīgas: ātrums, frekvence un viļņa garums
- Stāvvilņi: harmoniskie uz fiksētas stīgas
- Doplera efekts: avots tuvojas klausītājam
- Skaņas intensitāte un apgriezti kvadrātiskais likums
- Decibelu skala: milzīga intensitātes diapazona saspiešana
- Tembrs: salikta toņa harmoniskais saturs
- Atvērtas caurules rezonanse: garums nosaka toņa augstumu