Vlny a zvuk
Bohatý timbre (harmonické)
Stlač Prehrať — porovnaj čistý tón s harmonickými zložkami na osciloskope.
Bohatý timbre (harmonické) — interaktívna simulácia Vlny a zvuk. Stlač Prehrať — porovnaj čistý tón s harmonickými zložkami na osciloskope. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Timbre a harmonické
Skutočné nástroje produkujú základný tón plus alikvotné tóny. Zmes harmonických určuje timbre.
Fourierov rad sínusových vĺn na celočíselných násobkoch základnej frekvencie buduje zložité tvary vĺn. Odlišné váhy harmonických menia charakter zvuku.
- Základný tón + alikvotné tóny
- Timbre = zmes harmonických
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Hudobný tón na 220 Hz znie inak než čistá sínusová vlna na 220 Hz — má „farbu“ či timbre. Čo je skutočne odlišné na jeho zvukovej vlne?
Predikcie na zváženie
- Tón je len hlasitejšia verzia tej istej čistej vlny 220 Hz.
- Tón má inú základnú výšku než 220 Hz.
- Tón je zmesou základného tónu a vyšších harmonických v rôznych silách.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Číslo harmonickej n
Čo meriaš:
- Frekvencia n·220 Hz
- Pomer amplitúd (voči základnému tónu)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu bohatý timbre a stlač Resetovať. Zdroj vysiela základný tón 220 Hz zmiešaný so špecifickými vyššími harmonickými.
- Zapni zobrazenie harmonického spektra u pozorovateľa.
- Pre každý riadok odčítaj amplitúdu uvedenej harmonickej relatívne k amplitúde základného tónu.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Vypíš frekvenciu každej harmonickej vo svojej tabuľke ako n × 220 Hz a porovnaj zaznamenané pomery amplitúd so zobrazením spektra.
- 2. a 4. harmonická majú v tomto tóne nulovú amplitúdu, kým 1., 3. a 5. (všetky nepárne) sú prítomné. Čo ti spektrum len s nepárnymi harmonickými hovorí o tvare vlny?
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Tón klarinetu dominujú nepárne harmonické, podobne ako tomuto, kým tón huslí obsahuje aj silné párne harmonické. Vysvetli, prečo dva nástroje hrajúce identickú základnú výšku (220 Hz) stále znejú úplne odlišne.
- Ladička produkuje takmer čistý tón (len základný, bez vyšších harmonických). Ako by vyzeral jej stĺpcový graf spektra odlišne od tohto experimentu?
- 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
- Vitaj pri bohatom timbre
- Vyber zdroj
- Stlač Prehrať
- Harmonický recept
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →