波與聲音
豐富音色（諧波）
按播放——在示波器上比較純音與諧波泛音。
豐富音色（諧波）——互動式波與聲音模擬。按播放——在示波器上比較純音與諧波泛音。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
音色與諧波
真實樂器產生基頻加泛音。諧波的混合決定音色。
基頻整數倍的正弦波按傅里葉級數疊加，可構成複雜波形。各諧波權重不同，聲音特徵也隨之改變。
- 基頻 + 泛音
- 音色 = 諧波組合
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
220 Hz 的樂音聽起來與 220 Hz 的純正弦波不同——它有「顏色」或音色。它的聲波到底有什麼不同？
預測權重
- 該音調只是同一純 220 Hz 波的響亮版本。
- 此音調的基本音高與 220 Hz 不同。
- 音調是不同強度的基音和高次諧波的混合。
可變角色
您設定的內容：
- 諧波次數n
您測量的內容：
- 頻率 n·220 Hz
- 振幅比（相對於基波）
調查如何進行
- 開啟 rich-timbre 預設並按下 Reset。此源發出與特定高次諧波混合的 220 Hz 基波。
- 在觀察者處啟用諧波頻譜顯示。
- 對於每一行，讀出所列的諧波相對於基波幅度的幅度。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 將表中每個諧波的頻率列為 n × 220 Hz，並將記錄的振幅比與頻譜顯示進行比較。
- 此音調中的第二和第四諧波的振幅為零，而第一、第三和第五（均為奇數）則存在。僅包含奇次諧波的頻譜可以告訴您有關波形狀的哪些資訊？
這在實驗室之外的地方表現出來
- 單簧管的音調以奇次諧波為主，與此類似，而小提琴的音調也包含強烈的偶次諧波。解釋為什麼演奏相同基本音高 (220 Hz) 的兩種樂器聽起來仍然完全不同。
- 音叉產生近乎純音（只有基音，沒有高次諧波）。它的頻譜長條圖與本實驗的頻譜長條圖有何不同？
- 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
- 歡迎學習「豐富音色（諧波）」
- 選中聲源
- 按播放
- 諧波配方
- 打開檢查器
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。