Тембр: гармонический состав сложного тона
1 · Прогноз
Музыкальный тон 220 Hz звучит иначе, чем чистая синусоида 220 Hz — у него есть «окраска», тембр. Что в его звуковой волне реально другое?
- Тон — просто более громкая версия той же чистой волны 220 Hz.
- У тона другая основная высота, не 220 Hz.
- Тон — это смесь основного тона и высших гармоник разной силы.
2 · Подготовка
- Откройте пресет богатого тембра и нажмите «Сброс». Источник излучает основной тон 220 Hz, смешанный с определёнными высшими гармониками.
- Включите отображение гармонического спектра у наблюдателя.
- Для каждой строки считайте амплитуду указанной гармоники относительно амплитуды основного тона.
3 · Сбор данных
| Номер гармоники n | Частота n·220 Hz | Отношение амплитуд (к основному) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 3 | ||
| 5 |
Набросайте спектр: столбчатую диаграмму отношения амплитуд (ось y) против номера гармоники n (ось x) для n от 1 до 5, включая гармоники, которых нет в вашей таблице (их отношение равно 0).
4 · Анализ
- Перечислите частоту каждой гармоники в вашей таблице как n × 220 Hz и сравните записанные отношения амплитуд с отображаемым спектром.
- 2-я и 4-я гармоники имеют нулевую амплитуду в этом тоне, а 1-я, 3-я и 5-я (все нечётные) присутствуют. Что говорит спектр только из нечётных гармоник о форме волны?
5 · Развитие
- Тон кларнета доминируется нечётными гармониками, как и этот, а тон скрипки включает и сильные чётные. Объясните, почему два инструмента, играющие одинаковую основную высоту (220 Hz), всё равно звучат совершенно по-разному.
- Камертон даёт почти чистый тон (только основной, без высших гармоник). Чем его столбчатый спектр отличался бы от спектра этого эксперимента?