Тембр: гармонічний склад складного тону
1 · Прогноз
Музичний тон 220 Hz звучить інакше, ніж чиста синусоїда 220 Hz — він має «колір», тембр. Що насправді інше в його звуковій хвилі?
- Тон — це просто гучніша версія тієї самої чистої хвилі 220 Hz.
- Тон має іншу основну висоту, ніж 220 Hz.
- Тон — це суміш основної та вищих гармонік різної сили.
2 · Установка
- Відкрийте пресет багатого тембру та натисніть «Скинути». Джерело випромінює основну 220 Hz, змішану зі специфічними вищими гармоніками.
- Увімкніть показ гармонічного спектра в спостерігача.
- Для кожного рядка зчитайте амплітуду вказаної гармоніки відносно амплітуди основної.
3 · Збір даних
| Номер гармоніки n | Частота n·220 Hz | Відношення амплітуд (до основної) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 3 | ||
| 5 |
Накидайте спектр: стовпчикову діаграму відношення амплітуд (вісь y) проти номера гармоніки n (вісь x) для n = 1…5, включно з гармоніками, яких немає у вашій таблиці (їхнє відношення 0).
4 · Аналіз
- Перелічіть частоту кожної гармоніки у вашій таблиці як n × 220 Hz і порівняйте записані відношення амплітуд із показом спектра.
- 2-га та 4-та гармоніки мають нульову амплітуду в цьому тоні, тоді як 1-ша, 3-тя та 5-та (усе непарні) присутні. Що каже спектр лише з непарних гармонік про форму хвилі?
5 · Поглиблення
- Тон кларнета домінується непарними гармоніками, подібно до цього, тоді як тон скрипки містить і сильні парні. Поясніть, чому два інструменти, що грають однакову основну висоту (220 Hz), звучать зовсім по-різному.
- Камертон дає майже чистий тон (лише основна, без вищих гармонік). Як виглядав би його спектр-діаграма інакше, ніж в цьому експерименті?