Біття: інтерференція двох близьких частот
1 · Прогноз
Два гучномовці відтворюють тони майже однакової частоти. Слухач чує, як гучність пульсує вгору-вниз. Що визначає швидкість пульсації?
- Частота пульсації дорівнює сумі двох частот.
- Частота пульсації (біття) дорівнює різниці двох частот.
- Частота пульсації дорівнює середньому двох частот.
2 · Установка
- Відкрийте пресет біття від двох джерел та натисніть «Скинути». Джерело 1 фіксоване на 440 Hz.
- Увімкніть покази частоти біття та несучої частоти у спостерігача.
- Задайте частоту джерела 2 для кожного заміру та запишіть частоту біття.
3 · Збір даних
| Частота джерела 1 f₁ (Hz) | Частота джерела 2 f₂ (Hz) | Несуча частота f_c (Hz) | Частота біття f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Побудуйте графік частоти біття f_beat (вісь y) проти |f₂ − f₁| (вісь x) для трьох замірів.
4 · Аналіз
- Для одного заміру обчисліть f_beat = |f₂ − f₁| та f_c = (f₁ + f₂)/2. Порівняйте обидва з таблицею.
- Поясніть, чому слухач сприймає один тон поблизу несучої частоти з гучністю, що пульсує на (значно повільнішій) частоті біття.
5 · Поглиблення
- Музиканти налаштовують інструменти, слухаючи біття між своєю нотою та еталонним тоном і підлаштовуючи, доки біття не сповільняться до нуля. Поясніть, чому нуль біття означає, що дві частоти точно рівні.
- Коли f₂ наближається щоразу ближче до f₁, що стається з частотою біття? Що ви б чули в межі f₂ = f₁?
Фізика цього експерименту
Частота біття
Коли два тони майже рівної частоти перекриваються, їхня інтерференційна картина пульсує гучністю з частотою, що дорівнює різниці двох частот.
Несуча частота
Висота тону, яку слухач справді сприймає, близька до середнього двох частот джерел — біття це повільна пульсація амплітуди поверх того середнього тону.