1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest badanie dźwięku wydawanego przez różne źródła, badanie zmian widma zachodzących przy zmianie warunków wzbudzenia źródła dźwięku.

2. Opis stanowiska

Na stanowisku pomiarowym znajduje się komputer z odpowiednim oprogramowaniem (Spectogram). do komputera podłączony jest mikrofon, którego zadaniem jest przetworzenie słyszalnego dźwięku na sygnał elektryczny. oraz źródło dźwięku (gitara).

3. Wyniki pomiaru

Gruba struna pobudzona palcem w 1/2 długości

Aby obliczyć częstotliwość wydawanego przez strunę dźwięku należy obliczyć pierwsza harmoniczną, czyli ton podstawowy gitary.

Możemy ja obliczyć z następującego wzoru :

=
=

f1=92 Hz	A1= -15 dB
f2=194 Hz	A2= -29 dB
f3=291 Hz	A3= -30 dB

.

=
=
=96.16 Hz

Tak, więc kolejne harmoniczne mają częstotliwości będące wielokrotnościami częstotliwości tonu podstawowego.

f₂ = 2 *f₁
f₃ = 3* f₁
f₄ = 4 *f₁

f_n  = n ∙ f₁ 

Przykład:

1. Gdy częstotliwość tonu podstawowego (pierwsza harmoniczna) wynosi 110 Hz, to...

2. druga harmoniczna będzie miała częstotliwość: 220 Hz, 
   Ta harmoniczna nie zmienia wysokości dźwięku, lecz wzbogaca jego barwę.

3. Trzecia harmoniczna:  330 Hz. 
   Ta harmoniczna nie zmienia wysokości dźwięku, lecz wzbogaca jego barwę.

4. Czwarta harmoniczna - 440 Hz...
   itd....

2
=192.32 Hz

3
=288.48 Hz

Gruba struna pobudzona palcem w 1/3 długości

f1=97 Hz	A1= -18 dB
f2=199 Hz	A2= -21 dB
f3=396 Hz	A3= -30 dB

=
=
=115.34 Hz

2
=230.68 Hz

3
=346.02 Hz

Gruba struna pobudzona palcem w 1/4 długości

f1=97 Hz	A1= -23 dB
f2=188 Hz	A2= -22 dB
f3=296 Hz	A3= -36 dB

=
=
=96.84 Hz

2
=193.68 Hz

3
=290.52 Hz

Gruba struna pobudzona palcem w 1/5 długości

f1=102 Hz	A1= -24 dB
f2=194 Hz	A2= -19 dB
f3=291 Hz	A3= -27 dB

=
=
=97.84 Hz

2
=195.68 Hz

3
=293.52 Hz

Cienka struna pobudzona palcem w 1/2 długości

f1=328 Hz	A1= -25 dB
f2=657 Hz	A2= -33 dB
f3=974 Hz	A3= -36 dB

=
=
= 326.5 Hz

2
=653 Hz

3
=979.5 Hz

Cienka struna pobudzona palcem w 1/5 długości

f1=318 Hz	A1= -30 dB
f2=657 Hz	A2= -29 dB
f3=974 Hz	A3= -34 dB

=
=
=324.84 Hz

2
=649.68 Hz

3
=974.52 Hz

4. Wnioski

Częstotliwości i amplitudy drgań harmonicznych składających się na dany dźwięk zależą od:

• wielkości

• kształtu

• rodzaju materiału itp.

Z przeprowadzonego badania widzimy, że prędkość dźwięku jest zależna od wielu czynników przypadku badanych strun zamontowanych w gitarze, jest ich wiele.

Skupiając się na strunie grubej, zaobserwowaliśmy, że widmo dźwięku ulega zmianie, gdy struna zostaje pobudzona w innych długościach.

Porównując widma dźwięków dla wszystkich strun, gdy wzbudzane one były na jednakowych długościach, obserwujemy, iż znaczny wpływ na częstotliwość w widmie dźwięku ma:

• długości efektywnej struny (efektywnej - bo można ją skracać np. przyciskając palcami do gryfu) - im krótsza jest struna tym większa będzie częstotliwość drgań (wyższy dźwięk).

• grubości struny i ciężaru materiału z jakiego ją wykonano - im grubsza (cięższa) struna, tym mniejsza częstotliwość, a więc i niższy dźwięk.

5.Wykresy

Gruba struna pobudzona palcem w ½ długości

Gruba struna pobudzona palcem w 1/3 długości

Gruba struna pobudzona palcem w 1/4 długości

Gruba struna pobudzona palcem w 1/5 długości

Cienka struna pobudzona palcem w 1/2 długości

Cienka struna pobudzona palcem w 1/3 długości

Cienka struna pobudzona palcem w 1/5 długości

---