Batidas: Duas frequências próximas interferindo
1 · Prever
Dois alto-falantes reproduzem tons que têm quase a mesma frequência. Um ouvinte ouve o volume pulsar para cima e para baixo. O que determina a rapidez com que ele pulsa?
- A taxa de pulso é igual à soma das duas frequências.
- A taxa de pulso (batimento) é igual à diferença entre as duas frequências.
- A taxa de pulso é igual à média das duas frequências.
2 · Preparar
- Abra a predefinição de batidas de duas fontes e pressione Redefinir. A fonte 1 é fixada em 440 Hz.
- Habilite as leituras de frequência de batimento e frequência portadora no observador.
- Defina a frequência da fonte 2 para cada tentativa e registre a frequência de batimento.
3 · Coletar Dados
| Fonte 1 frequência f₁ (Hz) | Fonte 2 frequência f₂ (Hz) | Frequência da portadora f_c (Hz) | Frequência de batida f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Plote a frequência de batida f_beat (eixo y) em relação a |f₂ − f₁| (eixo x) para suas três tentativas.
4 · Analisar
- Para uma tentativa, calcule f_beat = |f₂ − f₁| e f_c = (f₁ + f₂)/2. Compare ambos com a tabela.
- Explique por que um ouvinte percebe um tom próximo à frequência portadora, com o volume pulsando na frequência de batida (muito mais lenta).
5 · Aprofundar
- Os músicos afinam os instrumentos ouvindo as batidas entre a nota e um tom de referência, ajustando até que as batidas diminuam para zero. Explique por que zero batimento significa que as duas frequências são exatamente iguais.
- À medida que f₂ se aproxima cada vez mais de f₁, o que acontece com a frequência de batida? O que você ouviria no limite f₂ = f₁?
A física por trás deste experimento
Frequência de batida
Quando dois tons de frequência quase igual se sobrepõem, seu padrão de interferência pulsa em intensidade a uma taxa igual à diferença entre as duas frequências.
Frequência da portadora
O tom que um ouvinte realmente percebe está próximo da média das duas frequências de origem - a batida é uma pulsação de amplitude lenta que se sobrepõe ao tom médio.