స్థిర తరంగాలు: స్థిరపరచిన తీగపై హార్మోనిక్లు
1 · ఊహించండి
రెండు చివరలా స్థిరపరచిన తీగ హార్మోనిక్లు అనే నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యాల వద్ద అనునాదం చెందుతుంది. 2వ, 3వ హార్మోనిక్ల పౌనఃపున్యం ప్రాథమికతో ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది?
- హార్మోనిక్ పౌనఃపున్యాలు ప్రాథమికతో సంబంధించి సరళ నమూనాను అనుసరించవు.
- ప్రతి హార్మోనిక్ పౌనఃపున్యం మునుపటి దానిలో సగం.
- ప్రతి హార్మోనిక్ పౌనఃపున్యం ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం యొక్క పూర్ణాంక గుణిజం.
2 · అమరిక
- standing-string ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. తన్యత (120 N), రేఖీయ సాంద్రత (0.01 kg/m), పొడవు (1.2 m) స్థిరంగా ఉంటాయి.
- తీగపై ప్రాథమిక-పౌనఃపున్యం రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి హార్మోనిక్ సంఖ్య n సెట్ చేసి, అనునాద పౌనఃపున్యాన్ని నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| హార్మోనిక్ సంఖ్య n | ప్రధానం f₁ (Hz) | అనునాద పౌనఃపున్యం fₙ (Hz) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 |
మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం హార్మోనిక్ సంఖ్య n (x-అక్షం) పై అనునాద పౌనఃపున్యం fₙ (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ మూలబిందువు గుండా వెళ్ళిందా?
4 · విశ్లేషించండి
- T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m ఉపయోగించి f₁ = √(T/μ)/(2L) లెక్కించి, ప్రతి వరుసకూ fₙ = n·f₁. పట్టికతో పోల్చండి.
- మీ fₙ-వర్సెస్-n గ్రాఫ్ వాలు f₁ తో మూలబిందువు గుండా వెళ్ళే సరళ రేఖ అయి ఉండాలి. రెండు చివరలూ స్థిరపరవడం f₁ యొక్క పూర్ణాంక గుణిజాలు మాత్రమే అనునాదం చెందేలా ఎందుకు బలవంతం చేస్తుందో వివరించండి.
5 · విస్తరించండి
- గిటార్ తీగ ప్రాథమిక పౌనఃపున్యమే మీరు వినే స్వరాన్ని నిర్ణయిస్తుంది, కానీ తీగ అదే సమయంలో ఎక్కువ హార్మోనిక్ల వద్ద కూడా కంపిస్తుంది, స్వరానికి స్వరరీతినిస్తుంది. ఈ యాప్లో మరెక్కడ బహుళ హార్మోనిక్లు కలిపి ఉన్నట్టు చూడగలరు?
- తీగను సగం పొడవుకు కుదించితే (తన్యత, రేఖీయ సాంద్రత ఒక్కటే ఉంచితే), ప్రాథమిక పౌనఃపున్యానికి ఏమి జరుగుతుంది? f₁ = v/(2L) ఉపయోగించి వివరించండి.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
స్థిర-అంచు స్థిర-తరంగపు ప్రధాన హార్మోనిక్
రెండు చివరలా స్థిరపరచిన తీగ తరంగ వడి, తీగ పొడవుపై ఆధారపడే అత్యల్ప (ప్రాథమిక) పౌనఃపున్యం గల స్థిర తరంగాన్ని ఆధారం చేసుకుంటుంది: f₁ = v/(2L).
హార్మోనిక్ శ్రేణి
ఎక్కువ అనునాద విధానాలు ప్రాథమిక పౌనఃపున్యం పూర్ణాంక గుణిజాల వద్ద సంభవిస్తాయి: fₙ = n·f₁. ప్రతి పూర్ణాంకం n తీగపై ఇంకో అర్ధ-తరంగదైర్ఘ్యం సరిపోవడానికి సమానం.
తరంగాలు & శబ్దం
- తీగపై ప్రయాణిక తరంగాలు: వడి, పౌనఃపున్యం, తరంగదైర్ఘ్యం
- స్పందనలు: దగ్గరగా ఉన్న రెండు పౌనఃపున్యాల వ్యతికరణం
- డాప్లర్ ప్రభావం: వినికిడిని సమీపించే మూలం
- శబ్ద తీవ్రత, విలోమ-వర్గ నియమం
- డెసిబెల్ స్కేల్: భారీ తీవ్రత శ్రేణిని కుదించడం
- స్వరరీతి: సంకీర్ణ స్వరం యొక్క హార్మోనిక్ కూర్పు
- తెరిచిన-పైపు అనునాదం: పొడవు శ్రుతిని నిర్ణయిస్తుంది