Nhịp đập: Hai tần số đóng giao thoa
1 · Dự đoán
Hai loa phát âm thanh có tần số gần như giống nhau. Người nghe nghe thấy âm lượng xung lên xuống. Điều gì quyết định tốc độ của nó?
- Nhịp tim bằng tổng của hai tần số.
- Tốc độ xung (nhịp) bằng với sự chênh lệch giữa hai tần số.
- Nhịp tim bằng mức trung bình của hai tần số.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước hai nhịp nguồn và nhấn Đặt lại. Nguồn 1 được cố định ở tần số 440 Hz.
- Kích hoạt tính năng đọc tần số nhịp và tần số sóng mang ở người quan sát.
- Đặt tần số của Nguồn 2 cho mỗi lần thử và ghi lại tần số nhịp.
3 · Thu thập dữ liệu
| Nguồn 1 tần số f₁ (Hz) | Nguồn 2 tần số f₂ (Hz) | Tần số sóng mang f_c (Hz) | Tần số nhịp f_beat (Hz) |
|---|---|---|---|
| 440.00 | 442.00 | ||
| 440.00 | 444.00 | ||
| 440.00 | 448.00 |
Vẽ biểu đồ tần số nhịp f_beat (trục y) theo |f₂ − f₁| (trục x) cho ba lần thử của bạn.
4 · Phân tích
- Đối với một lần thử, hãy tính f_beat = |f₂ − f₁| và f_c = (f₁ + f₂)/2. So sánh cả hai với bảng.
- Giải thích tại sao người nghe cảm nhận được một âm gần tần số sóng mang, với âm lượng phát ra ở tần số nhịp (chậm hơn nhiều).
5 · Gia hạn
- Các nhạc sĩ điều chỉnh nhạc cụ bằng cách lắng nghe nhịp giữa nốt nhạc của họ và âm tham chiếu, điều chỉnh cho đến khi nhịp chậm về 0. Giải thích tại sao nhịp 0 có nghĩa là hai tần số hoàn toàn bằng nhau.
- Khi f₂ ngày càng gần với f₁, điều gì xảy ra với tần số nhịp? Bạn sẽ nghe thấy gì ở giới hạn f₂ = f₁?
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Tần số nhịp
Khi hai âm có tần số gần bằng nhau chồng lên nhau, kiểu giao thoa của chúng sẽ phát ra âm lượng lớn với tốc độ bằng với độ chênh lệch giữa hai tần số.
Tần số sóng mang
Cao độ mà người nghe thực sự cảm nhận được gần với mức trung bình của hai tần số nguồn - nhịp là một xung có biên độ chậm nằm trên âm trung bình đó.