Sóng & Âm thanh

Âm sắc phong phú (các hài)

Nhấn Phát — so sánh một âm thuần với các hài bậc trên dao động ký.

Âm sắc phong phú (các hài) — mô phỏng Sóng & Âm thanh tương tác. Nhấn Phát — so sánh một âm thuần với các hài bậc trên dao động ký. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Âm sắc và hài

Các nhạc cụ thực tế tạo ra một âm cơ bản cùng với các bồi âm. Hỗn hợp hài xác định âm sắc.

Một chuỗi Fourier gồm các sóng hình sin ở bội số nguyên của tần số cơ bản xây dựng nên các dạng sóng phức tạp. Trọng số hài khác nhau thay đổi đặc tính của âm thanh.

• Âm cơ bản + bồi âm
• Chất giọng = hỗn hợp hài hòa

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Âm thanh ở 220 Hz nghe khác với sóng hình sin thuần túy ở 220 Hz — nó có 'màu sắc' hoặc âm sắc. Điều gì thực sự khác biệt về sóng âm thanh của nó?

Dự đoán cân nặng

• Âm thanh chỉ là phiên bản to hơn của cùng một sóng 220 Hz thuần túy.
• Âm có cao độ cơ bản khác với 220 Hz.
• Âm sắc là sự kết hợp giữa hài cơ bản và hài cao hơn ở các cường độ khác nhau.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Số hài n

Những gì bạn đo lường:

• Tần số n·220 Hz
• Tỷ lệ biên độ (so với cơ bản)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước âm sắc phong phú và nhấn Đặt lại. Nguồn phát ra tần số cơ bản 220 Hz kết hợp với các sóng hài cao hơn cụ thể.
2. Kích hoạt hiển thị phổ hài hòa ở người quan sát.
3. Đối với mỗi hàng, đọc biên độ của sóng hài được liệt kê so với biên độ cơ bản.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Liệt kê tần số của mỗi sóng hài trong bảng của bạn là n × 220 Hz và so sánh tỷ lệ biên độ đã ghi của bạn với màn hình quang phổ.
• Các hài bậc 2 và 4 có biên độ bằng 0 trong âm này, trong khi hài bậc 1, 3 và 5 (tất cả đều là số lẻ). Quang phổ chỉ có các sóng hài lẻ cho bạn biết điều gì về hình dạng của sóng?

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Âm sắc của kèn clarinet bị chi phối bởi các hài âm lẻ, tương tự như giai điệu này, trong khi âm sắc của violin cũng bao gồm các hài âm thậm chí mạnh mẽ. Giải thích tại sao hai nhạc cụ chơi cùng cao độ cơ bản (220 Hz) vẫn phát ra âm thanh hoàn toàn khác nhau.
• Âm thoa tạo ra âm thanh gần như thuần khiết (chỉ có âm cơ bản, không có âm cao hơn). Biểu đồ thanh phổ của nó trông khác với biểu đồ của thí nghiệm này như thế nào?

• 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

1. Chào mừng đến âm sắc phong phú
2. Chọn nguồn
3. Nhấn Phát
4. Công thức hài
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Phương Trình Sóng