Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)

Versuch: name

Aufbau:

Aufzeichnen von Schallwellen mit dem Oszillographen

Um Aussagen über die Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen zu machen, haben wir zunächst einige Versuche durchgeführt. Dazu wurde ein Mikrofon an einen Oszillator angeschlossen, der die entsprechende graphische Darstellung der Schwingungen liefert.

Beobachtung:

Beim Singen von Vokalen z.B. konnte man feststellen, dass jeder Vokal eine charakteristische Kurve hat. Je reiner der Ton ist, desto deutlicher kann man eine Sinuskurve erkennen.

Bei einem weiteren Versuch wurden zwei Stimmgabeln angeschlagen und es kam zu einer Überlagerung der beiden Kurven auf dem Monitor. Dabei konnte man folgende Beobachtung machen: wenn der Frequenzunterschied der Stimmgabeln gering ist, ist die Frequenz auf dem Monitor langsamer. Ist aber der Frequenzunterschied groß, so ist die angezeigte Frequenz schneller.

Erklärung

• Applet zur Überlagerung zweier harmonischer Wellen

Datei:Schwingung Überlagerung gleiche Frequenz keine Phasenverschiebung.png

Überlagerung zweier Schwingungen mit gleicher Frequenz, ohne Phasenverschiebung mit unterschiedlicher Amplitude.

Überlagerung zweier Schwingungen mit gleicher Frequenz, gegenphasig mit unterschiedlicher Amplitude.

Überlagerung zweier Schwingungen mit gleicher Frequenz und mit Phasenverschiebung.

Die Überlagerung zweier Schwingungen mit ähnlicher Frequenz führt zu einer Schwebung.

Datei:Schwingung Überlagerung Schwebung unterschiedliche Amplitude.png

Diese Schwebung ist nicht so ausgeprägt, weil die Amplituden unterschiedlich sind.

Überlagerung zweier Schwingungen mit dem Frequenzverhältnis von 1:2, ohne Phasenverschiebung mit unterschiedlicher Amplitude.

Links

• Applet Fouriersynthese