Timbru: conținutul armonic al unui ton complex

1 · Prezice

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?

• 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.

2 · Montaj

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.

3 · Colectează date

Schițează spectrul: un grafic cu bare al raportului de amplitudine (axa y) în funcție de numărul de armonică n (axa x) pentru n = 1 până la 5, incluzând armonicele care nu sunt în tabelul tău (raportul lor este 0).

4 · Analizează

1. Listează frecvența fiecărei armonici din tabelul tău ca n × 220 Hz și compară rapoartele de amplitudine înregistrate cu afișarea spectrului.
2. 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?

5 · Extinde

1. 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.
2. 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?

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit