瑞帝電通國際有限公司 - READY INTERNATIONAL INC.
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型號: 物理實驗-聲波學001
名稱: 聲波學001-聲拍 (Sound beats)
規格:
﹝實驗主題﹞
什麼是『聲拍』 (Sound beats)?
﹝實驗探討﹞
音叉用橡膠鎚敲擊時會產生單頻聲波。現在嘗試以下實驗。採取兩個調音叉,它們產生不同頻率的聲音,聽起來有所不同。如果您有兩個完全相同的調音叉,那麼將一小塊油灰連接到其中一個音叉,因增加質量導致其頻率降低,再敲擊一次兩個音叉。
• 您聽到了什麼?
• 聲音的響度是否有及時變化? 如何變化?
聽到的聲音效果叫做節拍。在這個實驗中,您將通過使用聲音傳感器來觀察此現象。
﹝實驗器材﹞
1. CMA公司的『資料處理器』(Data logger),可以選擇型號:001 Vincilab筆記型資料處理器或型號:006p CoachLabII+桌上型資料處理器
2. 型號:BT80i『聲音感測器』(Sound sensor)
3. (自備)兩支不同頻率的音叉
<實驗步驟>
1. 將聲音傳感器連接到數據記錄器的輸入1
2. 將聲音傳感器放在音叉附近
3. 在Coach軟體中打開『Coach Activity』的『Sound beats』(聲波)。
4. 用橡膠鎚敲擊音叉,開始測量。
5. 記錄聲波的頻率,描述你將使用的方法。
6. 確定聲音波形的幅度。
7. 對第二個音叉重複測量。
8. 確定其頻率和振幅
9. 重複測量,當音叉同時發聲時收集數據,保持與聲音傳感器固定的距離。
10. 解釋波形圖的形狀。
11. 現在繪製一個新的圖形,您可以將第一個音叉記錄的原始聲波和第二個音叉記錄的原始聲波疊加在一起。將此圖與對聲音記錄的曲線進行比較。他們是否相似?
12. 你認為如何建立節拍?
13. 確定錄製節拍的時間。
14. 計算節拍的頻率。
15. 如果兩個聲源的振幅不相等,會發生什麼事?
16. 即使你不知道原始聲波的頻率,你也知道一種方法可以估計聲音的兩個頻率。
TIP: 你聽說過傅立葉轉換分析嗎?在Coach程式中Signal Analysis under Process/Analyze.
17. 音樂家經常透過聽頻率調諧樂器,你能解釋一下它們的作用嗎?
﹝實驗原理﹞
1.聲拍(Sound beats)
當兩個頻率稍微不同的聲音疊加時,會產生一個有趣的效果,聲音的響度以一種跳動的方式定期變化,這種週期性的聲音變化被稱為節拍。
可以透過使用聲波線性疊加的原理來解釋節拍現象。音叉產生單頻聲拍。
當聲音同時來自不同頻率的兩個音叉時,聲波相互干擾產生週期變化。
響度上升和下降的每秒時間數是拍頻,並且在兩個聲頻之間是不同的。下圖顯示了兩個音叉聲波的線性疊加。
節拍可以發生任何波形,是比較頻率的特殊方式。為了調整鋼琴的音準,鋼琴調音器監聽在標準音叉和鋼琴上的特定琴弦之間產生的節奏。當頻率相同時,節拍消失。
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