Bølger og lyd
Rik klang (overtoner)
Trykk Spill av — sammenlign en ren tone mot harmoniske deltoner på oscilloskopet.
Rik klang (overtoner) — interaktiv Bølger og lyd-simulering. Trykk Spill av — sammenlign en ren tone mot harmoniske deltoner på oscilloskopet. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Klang og overtoner
Ekte instrumenter produserer en grunntone pluss overtoner. Blandingen av overtoner bestemmer klangen.
En Fourier-rekke av sinusser ved heltallige multipler av grunnfrekvensen bygger komplekse bølgeformer. Forskjellige overtonevekter endrer lydkarakteren.
- Grunntone + overtoner
- Klang = overtonemiks
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En musikalsk tone ved 220 Hz høres annerledes ut enn en ren sinusbølge ved 220 Hz — den har «farge» eller klang. Hva er faktisk annerledes med lydbølgen dens?
Prediksjoner å veie
- Tonenen er bare en høyere versjon av den samme rene 220 Hz-bølgen.
- Tonenen har en annen grunntonehøyde enn 220 Hz.
- Tonenen er en blanding av grunntonen pluss høyere overtoner ved forskjellige styrker.
Variabelroller
Hva du setter:
- Harmonisk nummer n
Hva du måler:
- Frekvens n·220 Hz
- Amplitudeforhold (mot grunntone)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne rik-klang-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Kilden sender ut en 220 Hz grunntone blandet med spesifikke høyere overtoner.
- Aktiver overtoneespekter-visningen ved observatøren.
- For hver rad, avles amplituden til den oppgitte overtonen i forhold til grunntonen sin amplitude.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- List opp frekvensen til hver overtone i tabellen din som n × 220 Hz, og sammenlign de registrerte amplitudeforholdene dine med spektervisningen.
- Den 2. og 4. overtonen har null amplitude i denne tonen, mens den 1., 3. og 5. (alle odde) er til stede. Hva forteller et spekter med bare odde overtoner deg om bølgeformen?
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- En klarinets tone domineres av odde overtoner, lik denne, mens en fiolins tone også inkluderer sterke like overtoner. Forklar hvorfor to instrumenter som spiller identisk grunntonehøyde (220 Hz) fortsatt høres helt forskjellige ut.
- En stemmegaffel produserer en nesten ren tone (bare grunntonen, ingen høyere overtoner). Hvordan ville spektrets søylediagram se annerledes ut enn dette eksperimentets?
- 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
- Velkommen til Rik klang
- Velg kilden
- Trykk Spill av
- Overtoneresepen
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.