คลื่นและเสียง
บีตจากสองแหล่งกำเนิด
กดเล่น — ดูหน้าคลื่นแทรกสอดกัน ผู้สังเกตได้ยินบีตและ y(t) แสดงเส้นห่อหุ้ม
บีตจากสองแหล่งกำเนิด — การจำลองคลื่นและเสียงแบบโต้ตอบ กดเล่น — ดูหน้าคลื่นแทรกสอดกัน ผู้สังเกตได้ยินบีตและ y(t) แสดงเส้นห่อหุ้ม ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
บีต
แหล่งกำเนิดสองแหล่งที่มีความถี่ต่างกันเล็กน้อยสร้างรูปแบบบีต — การขึ้นลงช้าๆ ในความดัง
การแทรกสอดระหว่าง f₁ และ f₂ สร้างคลื่นรวมที่แอมพลิจูดถูกมอดูเลตที่ |f₁ − f₂| ผู้สังเกตได้ยินความถี่บีต
- f_beat = |f₁ − f₂|
- การซ้อนทับของคลื่น
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ลำโพงสองตัวเล่นโน้ตความถี่เกือบเท่ากัน ผู้ฟังได้ยินความดังเต้นขึ้นลง อะไรกำหนดว่ามันเต้นเร็วเพียงใด
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- อัตราเต้นเท่ากับผลรวมของสองความถี่
- อัตราเต้น (บีต) เท่ากับผลต่างของสองความถี่
- อัตราเต้นเท่ากับค่าเฉลี่ยของสองความถี่
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ความถี่แหล่งที่ 1 f₁ (Hz)
- ความถี่แหล่งที่ 2 f₂ (Hz)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความถี่พาหะ f_c (Hz)
- ความถี่บีต f_beat (Hz)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ two-source-beats แล้วกดรีเซ็ต แหล่งที่ 1 ตายตัวที่ 440 Hz
- เปิดค่าแสดงความถี่บีตและความถี่ความถี่พาหะที่ผู้สังเกต
- ตั้งความถี่แหล่งที่ 2 ในแต่ละรอบแล้วบันทึกความถี่บีต
สมการควบคุม
ความถี่บีต — f_beat = |f₁ − f₂|
เมื่อโน้ตสองเสียงความถี่ใกล้เท่ากันซ้อนกัน แบบแผนการแทรกสอดเต้นที่ความดังด้วยอัตราเท่ากับผลต่างของสองความถี่
ความถี่พาหะ — f_c = (f₁ + f₂)/2
ระดับเสียงที่ผู้ฟังรับรู้จริงใกล้ค่าเฉลี่ยของสองความถี่ต้นทาง — บีตคือการเต้นของแอมพลิจูดช้า ๆ ซ้อนบนโน้ตค่าเฉลี่ยนั้น
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ f_beat = |f₂ − f₁| และ f_c = (f₁ + f₂)/2 เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใจผู้ฟังจึงได้ยินโน้ตเดียวใกล้ความถี่ความถี่พาหะ โดยความดังเต้นขึ้นลงที่ความถี่บีต (ช้ากว่ามาก)
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- นักดนตรีเทียบเสียงเครื่องดนตรีโดยฟังบีตระหว่างโน้ตของตัวเองกับเสียงอ้างอิง ปรับจนบีตช้าลงเป็นศูนย์ อธิบายว่าเหตุใจบีตเป็นศูนย์จึงแปลว่าสองความถี่เท่ากันพอดี
- เมื่อ f₂ เข้าใกล้ f₁ มากขึ้นเรื่อย ๆ ความถี่บีทจะเป็นอย่างไร ที่ขีดจำกัด f₂ = f₁ คุณจะได้ยินอะไร
- 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
- ยินดีต้อนรับสู่ บีตจากสองแหล่งกำเนิด
- เลือกผู้สังเกต
- กดเล่น
- ฟังเสียงสั่นไหว
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ