Unde și sunet

Timbru bogat (armonici)

Apasă Pornește — compară un ton pur cu parțiale armonice pe osciloscop.

Timbru bogat (armonici) — simulație interactivă de Unde și sunet. Apasă Pornește — compară un ton pur cu parțiale armonice pe osciloscop. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Timbru și armonici

Instrumentele reale produc o fundamentală plus armonici superioare. Amestecul armonicilor stabilește timbrul.

O serie Fourier de unde sinusoidale la multipli întregi ai fundamentalei construiește forme de undă complexe. Greutăți armonice diferite schimbă caracterul sunetului.

• Fundamentală + armonici superioare
• Timbru = amestec de armonici

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Un ton muzical de 220 Hz sună diferit de o undă sinusoidală pură de 220 Hz — are „culoare”, adică timbru. Ce anume este diferit la unda lui sonoră?

Predicții de cântărit

• Tonul este doar o versiune mai tare a aceleiași unde pure de 220 Hz.
• Tonul are o înălțime fundamentală diferită de 220 Hz.
• Tonul este un amestec de fundamentala plus armonici superioare, la intensități diferite.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Numărul de armonică n

Ce măsori:

• Frecvența n·220 Hz
• Raport de amplitudine (vs. fundamentala)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea rich-timbre și apasă Resetează. Sursa emite o fundamentală de 220 Hz amestecată cu armonici superioare specifice.
2. Activează afișarea spectrului armonic la observator.
3. Pentru fiecare rând, citește amplitudinea armonicei listate relativ la amplitudinea fundamentalei.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Listează frecvența fiecărei armonici din tabelul tău ca n × 220 Hz și compară rapoartele de amplitudine înregistrate cu afișarea spectrului.
• Armonicele a 2-a și a 4-a au amplitudine zero în acest ton, în timp ce prima, a 3-a și a 5-a (toate impare) sunt prezente. Ce îți spune un spectru cu doar armonici impare despre forma undei?

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Tonul unei clarinete este dominat de armonici impare, similar cu acesta, în timp ce tonul unei viori include și armonici pare puternice. Explică de ce două instrumente care cântă exact aceeași înălțime fundamentală (220 Hz) sună totuși complet diferit.
• Un diapazon produce un ton aproape pur (doar fundamentala, fără armonici superioare). Cum ar arăta diferit graficul cu bare al spectrului lui față de cel al acestui experiment?

• 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

1. Bine ai venit la Timbru bogat
2. Selectează sursa
3. Apasă Pornește
4. Rețeta armonică
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Ecuația undei