音色：复杂音调的谐波含量
1·预测
220 Hz 的乐音听起来与 220 Hz 的纯正弦波不同——它有“颜色”或音色。它的声波到底有什么不同？
- 该音调只是同一纯 220 Hz 波的响亮版本。
- 该音调的基本音高与 220 Hz 不同。
- 音调是不同强度的基音和高次谐波的混合。
2·设置
- 打开「音色：复杂音调的谐波含量（rich-timbre）」预设并按重置。该源发出与特定高次谐波混合的 220 Hz 基波。
- 在观察者处启用谐波频谱显示。
- 对于每一行，读出列出的谐波相对于基波幅度的幅度。
3·收集数据
| 谐波次数n | 频率 n·220 Hz | 振幅比（相对于基波） |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 3 | ||
| 5 |
绘制频谱示意图：以柱状图形式呈现n = 1到5的振幅比（y轴）相对谐波序号n（x轴），并包含表格中没有列出的谐波（其比例为0）。
4·分析
- 将表中每个谐波的频率列为 n × 220 Hz，并将记录的幅度比与频谱显示进行比较。
- 该音调中的第二和第四谐波的幅度为零，而第一、第三和第五（均为奇数）则存在。仅包含奇次谐波的频谱可以告诉您有关波形状的哪些信息？
5·扩展
- 单簧管的音调以奇次谐波为主，与此类似，而小提琴的音调也包含强烈的偶次谐波。解释为什么演奏相同基本音高 (220 Hz) 的两种乐器听起来仍然完全不同。
- 音叉产生近乎纯音（只有基音，没有高次谐波）。它的频谱条形图与本实验的频谱条形图有何不同？