Atšķirība starp virsskaņu un harmoniku

Overtone vs Harmonic
 

Virsskaņa un harmonika ir divas tēmas, kas tiek apskatītas zem viļņu mehānikas stacionāriem viļņiem. Šīm divām tēmām ir būtiska loma tādās jomās kā akustika, audio inženierija un pat mašīnbūve. Ir ļoti svarīgi pareizi saprast šos jēdzienus, lai izceltos šādās jomās. Šajā rakstā mēs runāsim par to, kas ir virsskaņa un harmonika, to līdzības, virsskaņa un harmonikas definīcijas un, visbeidzot, atšķirības starp virsskaņu un harmoniku.

Kas ir harmoniski?

Lai pareizi saprastu harmonikas jēdzienu, vispirms ir jāsaprot stāvošo viļņu un pamatfrekvences jēdzieni. Iedomājieties divus identiskus viļņus, kas pārvietojas pretējos virzienos; kad šie divi viļņi satiekas (pārklājas), rezultātu sauc par stāvošu vilni. + X virzienā virzošā viļņa vienādojums ir y = A sin (ωt - kx), un līdzīga viļņa, kas pārvietojas -x virzienā, vienādojums ir y = A sin (ωt + kx). Pēc superpozīcijas principa iegūtā viļņu forma no šo divu pārklāšanās ir y = 2A sin (kx) cos (ωt). Tas ir stāvoša viļņa vienādojums. x, ja dotā x vērtība ir attālums no sākuma, 2A sin (kx) kļūst par konstanti. Grēks (kx) svārstās no -1 līdz +1. Tāpēc maksimālā sistēmas amplitūda ir 2A. Pamata frekvence ir sistēmas īpašums. Pamata frekvencē sistēmas abi gali nav svārstīgi, un tos sauc par mezgliem. Sistēmas centrs svārstās ar maksimālo amplitūdu, un to sauc par antinodi. Harmonika ir jebkura no pamata frekvences skaitļu reizinājumiem. Pamatfrekvence (f) ir zināma kā pirmā harmonika, bet 2f - kā otrā harmonika utt. Ļoti noderīgs harmoniku pielietojums ir Furjē analīze. Furjē analīzē jebkuru periodisku funkciju var izveidot, izmantojot vienkārša viļņa, piemēram, sinusoidālā viļņa, harmonikas.

Kas ir virsskaņa?

Virsskaņa tiek definēta kā jebkura frekvence, kurai ir lielāka vērtība nekā sistēmas pamata frekvence. Ja virsskaņa tiek apvienota ar pamata frekvenci, to sauc par daļēju. Harmonika ir tāda daļēja, kurai ir pamatskaitļa vesels skaitlis reizinājums. Šādas daļiņas tiek ražotas katrā mūzikas instrumentā. Šīs daļiņas ir iemesls, kāpēc katram mūzikas instrumentam ir atšķirīga skaņa. Ja mūzikas instrumenti radītu tīru harmoniku, katrs no šiem instrumentiem skanētu tieši tāpat. Nosaucot virsskaņas, otrā harmonika tiek nosaukta par pirmo virsskaņu utt.