Zadanie 12.7.22: Częstotliwości składowe dźwięku gwizdka

Punkty
2 pkt
Dział
Zjawiska falowe · Fizyka w muzyce. Fale stojące
Trudność
Poziom trudności: średnie
Poziom programu
Zakres: Rozszerzenie
Analiza tonu gwizdka na podstawie okresu drgań i położeń pików widma.

Treść zadania

Sygnał dźwiękowy gwizdka jest okresowy. Zarejestrowany przebieg powtarza się co 0,40 ms0{,}40\,\text{ms}, a analiza widma wykazuje piki przy częstotliwościach 2,5 kHz2{,}5\,\text{kHz} i 7,5 kHz7{,}5\,\text{kHz}. Wyznacz częstotliwość podstawową sygnału i określ, które harmoniczne odpowiadają obu pikom. Wyjaśnij, co ich obecność mówi o brzmieniu gwizdka.

Odpowiedź

Okres daje częstotliwość podstawową f1=2,5 kHzf_1=2{,}5\,\text{kHz}. Pik 2,5 kHz2{,}5\,\text{kHz} to pierwsza harmoniczna, a 7,5 kHz7{,}5\,\text{kHz} to trzecia. Obecność harmonicznych oznacza, że dźwięk nie jest czystym tonem sinusoidalnym i jego barwa zależy od udziału składowych.