高中定量 · 初中直观拓展 · 波动 · 拍频

两个近似音调,为什么一强一弱?

等振幅、同相正弦叠加;波形可视化,不自动播放声音。把频率差加倍,数一数包络鼓起的次数。

问题的来处19世纪 · 声学与乐器调音

拍频听音台:问题从哪里来?

两根音叉一起响,声音会周期性忽强忽弱。调音师利用这种“拍”判断两个音是否接近;瑞利等人的声学研究给出了波叠加的解释。

读一段背景,带着问题动手

两根音叉一起响,声音会周期性忽强忽弱。调音师利用这种“拍”判断两个音是否接近;瑞利等人的声学研究给出了波叠加的解释。

这里把快速声振动与缓慢包络分开。观看叠加波形并不等于实际听到了音频,拍频由两频率之差决定。

现在,换你来试把频率差加倍,数一数包络鼓起的次数。 固定其他条件,亲手将频率差分别设为2和4Hz,各核验一次;快速振动频率和缓慢拍频是同一个量吗?

拍频听音台

P20 / 波动
今天的问题

快速振动频率和缓慢拍频是同一个量吗?

独立探索要做什么?

把频率差加倍,数一数包络鼓起的次数。 固定其他条件,亲手将频率差分别设为2和4Hz,各核验一次;快速振动频率和缓慢拍频是同一个量吗?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
时间窗2秒 · 位移归一化
青色:叠加振动金色:包络上边界横向:时间
看这里 · 拍频2 Hz

每秒2次强弱起伏;快速载波约41.0 Hz。

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

0.5 s默认暂停 · 隐藏页面自动暂停
拍频
2 Hz
当前包络幅值
2

每秒2次强弱起伏;快速载波约41.0 Hz。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

两个频率完全相同,还会有拍吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

sin2πf₁t+sin2πf₂t=2sin[π(f₁+f₂)t]cos[π(f₂−f₁)t];拍频=|f₂−f₁|。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

快速振动频率和缓慢拍频是同一个量吗?

换个条件,再试一次

两个频率完全相同,还会有拍吗?

看哪里?

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识波动 · 拍频涉及的量与单位:频率差(Hz)、第一频率(Hz)、观察时刻(s)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:把频率差加倍,数一数包络鼓起的次数。

再做定量:保持其他条件,比较频率差与拍频(Hz),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

sin2πf₁t+sin2πf₂t=2sin[π(f₁+f₂)t]cos[π(f₂−f₁)t];拍频=|f₂−f₁|。

对照核验提示:慢拍:频率差 2 Hz;快拍:只改变频率差 4 Hz。按这些题设自己操作并比较拍频,不把参考情景当个人完成。

适用范围:每秒2次强弱起伏;快速载波约41.0 Hz。

OpenStax · Beats(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。