Zadanie 12.7.21: Częstotliwość podstawowa i harmoniczne tonu

Punkty
2 pkt
Dział
Zjawiska falowe · Fizyka w muzyce. Fale stojące
Trudność
Poziom trudności: średnie
Porównaj informację o okresie sygnału z oscyloskopu z pikami widma, aby wyznaczyć częstotliwość podstawową i numery harmonicznych.

Treść zadania

Dźwięk struny zarejestrowano oscyloskopem i analizatorem widma. Z odczytu oscyloskopu wynika, że w czasie 8,0 ms8{,}0\,\mathrm{ms} sygnał wykonuje dokładnie 4 pełne okresy. Analizator widma pokazuje trzy piki częstotliwości: $\begin{tabular}{c|c}$ Pomiar & Dane \\ Oscyloskop & 4 okresy w czasie 8,0 ms8{,}0\,\mathrm{ms} \\ Piki widma & 500 Hz500\,\mathrm{Hz}, 1000 Hz1000\,\mathrm{Hz}, 1500 Hz1500\,\mathrm{Hz} $\end{tabular}$ Oblicz częstotliwość podstawową dźwięku. Następnie określ numer harmonicznej odpowiadający każdemu pikowi widma i wskaż, który pik odpowiada częstotliwości podstawowej.

Odpowiedź

Częstotliwość podstawowa to 500 Hz500\,\text{Hz}. Piki 500500, 10001000 i 1500 Hz1500\,\text{Hz} odpowiadają kolejno harmonicznym 1., 2. i 3.; pik 500 Hz500\,\text{Hz} jest podstawowy.