Les gens disent souvent que la peinture est un espace d'art, la musique est l'art du temps. La peinture est rendu dans l'espace couleur, des notes de musique qui coule le long du temps. Et la fréquence du spectre sonore est un écart de fréquence et agencé le long et dessiner l'image, comme le soleil passe à travers le prisme en sept couleurs de spectroscopie dispersive. Une variété d'instruments de musique, le chant aura un spectre unique mandarin 1230-4 spectre sonore de la tonalité même dans le modèle de cadence d'image.
Auteur | Wu Jin loin (Fermi National Accelerator Laboratory US)
Après être allé à des cours du soir la semaine dernière, moi et mon équipe béguin déesse Jane Xu, regardé la vidéo avec son grand-père quand elle était jeune pour raconter ses histoires au coucher transformée de Fourier. Cependant, la vidéo a aussi laissé entendre de nombreux endroits la décomposition suivante Let. Après une journée à des cours du soir, j'ai demandé chef d'équipe Jane Xu: « votre grand-père vous dire que vous avez plus tard pas ah spectrale? »
« Bien sûr, parler. Dites aux enfants une histoire de coucher à chaque fois que le contenu ne peut pas dire trop, sujet si complexe doit être divisé en plusieurs termes. » Équipe Jane Xu Ils trouvent une vidéo, tourner avec moi pour voir .
1 spectre de divers instruments de musique
« Je suis un panda, je mange le bambou, je veux chanter » doigts Song « »
"Douze mille trois cent quarante-cinq ans, tigres de montagne. (Tiger! Tiger! Tiger! Tiger!) ......"
« Aujourd'hui, nous parlons spectre . « Grand-père a dit: » Les Chinois, le spectre est un mot très courant, cela signifie que la catégorie est basée sur des formulaires statistiques ou la disposition du système de choses préparé, des graphiques ou des livres de dessin et ainsi de suite. Tels que la généalogie de l'arbre généalogique, est disposé selon l'ancienneté, les documents texte des membres de la famille. "
« Nous jouons du piano ou chanter avec l'arrangement de la musique est basée sur ce qui est-il? » Xu a demandé à sa hauteur.
« La musique est une présentation dans l'ordre chronologique, chaque battement de la performance de concert enregistré dans les notes. »
Janet Xu Jingjing le panda élevé: « Grand-père, grand-père Jingjing ne comprends pas, s'il vous plaît, avec le panda et le bambou comme exemple, pour parler de nouveau Jingjing .. »
« Dans le panda géant du centre d'élevage, il y a panda recettes. Les recettes sont dans l'ordre chronologique, combien de pandas manger repas en bambou, la carotte de pomme de pain de maïs liste nombre d'enregistrements de la table à ajouter. »
« Qu'est-ce que le spectre est une? »
« Un spectre de bruit est présent dans la composante de fréquence, conformément à l'agencement de fréquence de la figure. En fait, on dit souvent le spectre est le spectre de fréquence d'une onde électromagnétique. Les spectres sont en conformité avec la couleur, l'intensité lumineuse ou la fréquence de la lumière qui est la longueur d'onde, la distribution enregistrée . « Grand-père dit, ouvrez l'ordinateur, lancez le logiciel. Puis ramassé un violon, face à un micro d'ordinateur, tiré sur une longue tonalité stable, montrant un spectre sur l'ordinateur. (Maintenant, le téléphone peut également générer des applications spectre du logiciel.)
violon Spectrum
« Le ton est E, C est le ton dans le micro, il est le plus beau de violon cordes vides Flanagan Jouée, une fréquence d'environ 659 Hz. » Grand-père a expliqué: « Vous voyez, montrer de nombreux pics sur le spectre, l'extrême gauche qui est la fréquence fondamentale, le multiplicateur est égal à 4, 5 et ainsi de suite. ce sont ces harmoniques, détermine le ton du violon ".
« Je veux voir mon petit harmonica du spectre. » Hsiao a dit Xu, ramassé l'harmonica, soufflant un long devant le son du microphone de l'ordinateur, mais aussi la clé de C dans le microphone. Une autre montre le spectre sur l'ordinateur.
harmonica Spectrum
. « Amis avec succès, des amis avec succès », a déclaré Janet Xu joyeusement: « l'harmonica sonore a aussi une fréquence fondamentale et harmoniques à haute fréquence. »
« Vous regardez l'harmonica du spectre et le violon n'est pas pas la même chose? »
« Ce n'est pas la même chose. » Janet Xu soigneusement observé: « En fait, le rapport des deux instruments devant trois pics semblent similaires, mais l'harmonica 4,5,6, et plusieurs autres pics ah significativement plus élevé, comme le son de l'harmonica. en effet, en écoutant un peu plus clair ".
« L'enseignant vous avait jamais appris à simuler le violon d'harmonica? »
« Enseigné. » Janet Xu a dit comme il démontre :. « La première, sous la languette de blocage des rangées de trous, juste laisser le haut de l'harmonica roseau de la deuxième vibration, la main sur son harmonica avant, harmonica paraître un peu étouffant ainsi. , les sons d'harmonica comme un violon ".
« Du point de vue du spectre, la main sur son harmonica, vous pouvez fabriquer des composants à haute fréquence atténuée puissant point. Nous Harmonica 4,5,6, et plusieurs autres pics vers le bas une partie de son spectre et il est très semblable à un violon c'est en fait un filtration Les méthodes pour faire varier les intensités relatives des différentes composantes de fréquence pour obtenir des tonalités différentes. "
2 « em les crêtes d'onde
Xu Zhen et trouver un open moniteur vidéo.
« Je suis un panda, je mange le bambou, je veux chanter » doigts Song « »
"Douze mille trois cent quarante-cinq ans, tigres de montagne. (Tiger! Tiger! Tiger! Tiger!) ......"
« Nous avons vu spectre musical hier où il y a tant de pics, il n'y a qu'un seul pic d'instrument de musique? » Janet Xu a demandé.
choix de tour de grand-père une petite boîte carrée, un commutateur de presse, boîte ronronne pleurnicher.
« Cette petite boîte carrée est un générateur de signaux, il peut émettre onde sinusoïdale Signal, une onde sinusoïdale qu'un seul pic dans le spectre. "
Spectre d'onde sinusoïdale
« Ressemble forme d'onde sinusoïdale comme la surface calme de l'étang sur les vagues minuscules, très uniforme, très lisse. Il semble très pur, comme un peu d'impuretés ne sont pas les mêmes. »
« Ainsi, le musicien est appelé tube onde sinusoïdale son pur . Bien sûr, si le ton pur pour jouer de la musique, il devient trop monotone. De plus, les organismes de sondage naturel rarement émis le ton absolument pur, si nous voyons maintenant sur le spectre musical a beaucoup de pics. "
« Si la forme d'onde sinusoïdale pour changer son apparence du spectre comme elle? »
Grand-père se déplacer sur une petite boîte carrée d'un interrupteur: « Nous avons mis un peu de pics d'onde sinusoïdale empilés, creusé creux pointu dans la gorge, il devient vague triangulaire , Nous voyons le spectre sur ajouté quelques pointes. "
Spectre d'onde triangulaire
« Triangle vague et onde sinusoïdale ne pouvait pas beaucoup de différence, donc beaucoup de nouveaux ajouts à la fréquence fondamentale de ces pics dwarf le pic, et plus courte qu'une. »
. « Hey, si étrange, » Janet Xu fait spectre d'une onde triangulaire, dit: « Le deuxième spectre de fréquences de crête est pas comme le premier pic à deux reprises. »
« Vous devez calculer combien de fois? »
«C'est comme trois fois la fréquence d'un pic derrière cinq fois la fréquence fondamentale. Après sept fois plus. Pourquoi ces nouveaux ajouts, il n'y a pas de fréquence harmonique d'ordre supérieur 2,4,6 il? »
« Ceci est parce que la traduction de la période triangulaire demi-onde de la forme d'onde est inversion positif-négatif. Lorsque vous tenez une montagne ou une vallée, regarder à gauche et à droite regarder, voir la forme d'onde est la même. »
Grand-père et déplacer l'interrupteur sur la petite boîte carrée: « Si nous mettons jian triangulaire vague nivelé et remplissions la vallée, nous obtenons vague trapézoïdal . Si d'autres réparations à flanc de colline est très raide, vous obtenez onde carrée . Cette onde carrée et la différence sine plus loin, et donc le spectre de la composante à haute fréquence à la relativement élevée. "
Spectre d'onde carrée
« Renversement positif-négatif est l'onde carrée, de sorte que des multiples impairs. »
« Onde carrée comme écouter le son de la clarinette. » Janet Xu a commenté. A alors demandé: « Qu'est-ce que l'herbe pousse entre ces pics est-il? »
« En effet, l'onde carrée au moment de sauter sur et sauter, très rapide. Le système électronique ne peut pas suivre, vous pouvez avoir une certaine distorsion. Ces distorsions auront une certaine force ne sont pas trop grandes composantes de fréquence dans le spectre de fréquences il est l'herbe ".
Grand-père déplacer à nouveau l'interrupteur sur la petite boîte carrée: « Maintenant, nous gardons le même côté de l'onde carrée, l'autre côté de la réparation dans un lent déclin de la colline A cette époque, nous obtenons un. en dents de scie . "
spectre d'ondes en dents de scie
« Sawtooth pas une inversion du positif et négatif, et par conséquent, le spectre est apparu 2,4,6,8 et ainsi doubler même le sommet. »
La figure 3 Spectral
Xu Zhen et trouver un open moniteur vidéo. Les « 12340-cinq, tigres de montagne » Cela fait partie du saut dans le passé.
« Ces jours-ci, nous voyons un spectre sonore pleurnicher individuellement, le vrai jeu analyseur de spectre de la musique peut le faire? » Hsiao Xu a demandé.
« Bien sûr, vous pouvez venir au piano et jouer une mélodie, nous analysons le spectre de cette chanson. »
pyjamas Janet Xu consciemment ajouté un morceau de vêtement, RAN au salon, il se mit au piano sauté hors du lit. Son grand-père jouer de la « Twinkle, » les deux premières phrases, ne jouant le rôle de la main droite. Obtenez sur un écran d'ordinateur.
« Pour le son naturel, y compris la musique avec des instruments de musique, nous pouvons mettre un microphone pour capturer le son a été coupé court à court de faire une analyse du spectre. Entre chaque spectre de courte durée sont susceptibles de changer. Pour afficher ce changement , nous avons besoin d'étendre les résultats de l'analyse dans le temps, de sorte que le spectre de fréquence à deux dimensions devient tridimensionnel. dans les figures ci-dessus, l'ordonnée est la fréquence, l'abscisse est le temps. la troisième dimension, à savoir l'intensité composante de fréquence , en utilisant différentes couleurs pour représenter, la couleur plus rouge, plus l'intensité. cela montre que nous appelons communément appelés spectrogramme , Parfois, les gens appellent Voiceprint figure. . "
. « Haha, je l'ai vu, » spectre pointue Janet Xu: « Cela correspond à une ligne verticale à l'intérieur de chaque presse une des touches de piano de note en jouant beaucoup de La La poussif poussif poussif - cheveux Mimi pour être plus - - "
« Vous regardez attentivement. » Grand-père a dit: « jouer du piano chaque note, en plus de la plus basse fréquence fondamentale,, vous pouvez voir beaucoup des harmoniques de fréquence entier. »
« Mais, » Hsiao Xu a demandé: « En plus de jouer de la musique ou chanter, on parle généralement l'analyse du spectre peut aussi le faire? »
. « Oui, vous pouvez, » Grand-père a dit: « Nous avons le yin et le yang jusqu'à quatre tons mandarin, vous pouvez choisir quelques-unes qui ont quatre tons de mots pour essayer. »
« Il y a quatre tons phrase contient des mots qui sont faciles à manipuler - ?. - essais - étape - corps - forte - corps - forte - » canal de lecture Janet Xu. L'analyse par ordinateur de ce segment enregistré son, montrant un spectre.
. « Vraiment amusant, » Janet Xu a dit: « ton mandarin 1230-4 son, vraiment Pinyin dans le sujet comme une élévation du niveau, tourner et tomber. »
« Vous pouvez voir une vue d'une bande à droite, » Grand-père a dit: « Ainsi, certaines industries en possession de ce type de spectre appelé l'empreinte vocale. »
« Quelles sont ces bandes? »
« Quand on parle voyelle chinois ou voyelle dans les langues européennes est une vibration cyclique, comme jouer une note musicale à la suite finales Spectrum, comme instrument de musique, la fréquence est un groupe de fréquences, et des nombres entiers constitué, sur le spectre, une série d'égale distance de la partie inférieure des bandes. "
« Pourquoi rayures au prochain coin il? »
« Nous parlons tout le temps, en changeant le degré de tension des cordes vocales, la fréquence de vibration varie également, révélé dans le spectre, est vers le bas tour rayé. La bouche des autres est en train de changer, le changement affecte la bouche orale caractéristique de résonance, de sorte que les composantes de fréquence de résonance des différentes variations d'intensité relative qui tous, donc nous comprenons la voix devient possible. de plus, parce que différentes personnes dans différents sons vocaux et la forme de la bouche varie, de sorte que nous à partir du son des personnes peuvent faire la différence. dans certains cas, même si l'orateur a délibérément changé le son, les experts ont également permis d'identifier les caractéristiques de la voix de l'orateur en parlant du spectre ".
« Tout le monde a une voix de ses caractéristiques, est pas comme les empreintes digitales de l'homme? » Hsiao Xu a demandé.
« Paire. Par conséquent, le spectre est appelé voiceprint couche de la figure que nous avons une telle signification. »
Jingle Bell, le téléphone a sonné, haut-parleur presse grand-père. unités grand-mère pour rencontrer ce soir-là, ne vous inquiétez pas, spécialement appelé et m'a demandé beaucoup. Grand-père a dit: « Ne vous inquiétez pas, Janet Xu apprendre à dormir, ne pas tout retard. »
L'analyse informatique du son à l'intérieur et à l'extérieur du téléphone en un spectre, montrant le spectre.
. « Rugissement gauche », a dit Xu Jingjing Hsiao la tenue panda :. « Vous les gens aiment à l'appeler, mais ils disent souvent que le téléphone ne peut pas dire. »
. « Clam Haha » Grand-père a demandé: « Que pensez-vous ne peut pas le dire? »
« La voix au téléphone souvent étouffés, comme un rhume, comme en particulier la pente d'onde, était telle un son spécial n'est pas facile à entendre. »
« Regardez très attentivement. » Louange grand-père et dit :. « Du haut de ce spectre, vous pouvez probablement voir pourquoi. »
« Ce paragraphe est en face de la voix au téléphone, comme avec des ciseaux couper soigneusement un peu. Le son extérieur à l'arrière du téléphone pour parler, il n'y a pas une telle restriction. »
« Oui, nous utilisons le système téléphonique, les informations vocales pour faire le filtrage, les composants de fréquences inférieures à seulement 3600 Hz par plus de 3600 Hz des composantes de fréquence de tous ombrées, cela est fait afin d'économiser les ressources de canal de communication. A l'origine humaine signaux verbaux, plus de 3600 composants de fréquence Hz si peu faible impact coupé. mais ces composants à haute fréquence réduire la quantité était pas beaucoup, mais parfois ils portent plus d'informations importantes qui pourraient affecter les deux parties se parlent comprendre ".
4 Pourquoi fonction sinus si le bétail?
« Et dans l'apprentissage des enfants coucher version histoire na? » Yu Quan camarade de chambre reparut sans avertissement.
« Vous devez brûler la version jeune cerveau insomnie du problème? » Demanda équipe Jane Xu.
« Il y a un vraiment. » Yu Quan a dit camarade de chambre.
« Ensuite, vous devez demander à deux d'entre nous de manger le souper. » Dis-je.
« Vous deux » Quan Yu Yankouerxiao camarade de chambre: « Pas de problème. »
Après un café en dehors de l'école par un coup de balai, un chambreur Quan Yu jette sa question: « Pourquoi est la fonction sinus si le bétail faire? »
« En réponse à votre question avant, vous devez définir le bétail clair. » Dis-je.
« Nous, transformées de Fourier analyse spectrale du temps, est essentiellement le signal arbitraire comme une superposition de plusieurs fonction sinus. Mathématiquement, il y a beaucoup de fonctions Zigzag pourquoi nous avons sélectionné la fonction sinus? »
« Peut-être, dans la nature, de nombreux objets sont conformes aux lois de la fonction sinus de vibration. » Dis-je.
« Est-ce pas parce que la fonction sinus est simple et belle, pour que les gens de tous âges? » Stephen a demandé plus de colocataires.
« Je ne pense pas. » Chef d'équipe Jane Xu a dit :. « Les mathématiques, la fonction esthétique simple, pas mal de gens ont choisi la fonction sinus, plutôt qu'une fonction autre tortueuse, peut-être inspiré par le phénomène naturel »
. « Mais nous avons l'impression que les gens veulent obtenir un signal d'onde sinusoïdale générateur sont utilisés pour générer un » printemps j'ai encore coloc de doutes: « Vous parlez, à moins de 50 mètres de notre entourage, et ce qui va produire sine Oh? , le téléphone est le Kazakhstan ".
Xu Zhen surveiller le Gobelet de jus d'orange à la moitié de la boisson, sur la table, Gobelet pointue: « Il sera en mesure de générer une onde sinusoïdale. »
« Vraiment? »
« Comment être une sorte d'expérience », a déclaré chef d'équipe Xu Zhen, ramasser une baguette, « mordre - » frappé doucement sur la coupe.
Yu Quan camarade de chambre a sorti un téléphone cellulaire, l'ouverture du logiciel d'analyse spectrale. Xu Zhen moniteur et taper quelques verres à pied, le logiciel sur le téléphone affiche un spectre.
« Vous voyez, quand le Gobelet a sonné, il y a beaucoup de modes de vibration, différents modes de vibration à des fréquences différentes. » Chef d'équipe Jane Xu a expliqué: « Mais ces modes de vibration de fréquence relativement élevée se dégradent très rapidement, laissant une finale le mode de vibration le plus bas de fréquence. Ainsi, seulement après une durée suffisante, l'atténuation de haute fréquence du motif lumineux, la vibration de la coupe devient progressivement un mouvement harmonique simple, conformément à la loi de la fonction sinus ".
Je lui dis: « Dans le monde réel, rien est peut-être en stricte conformité avec la loi de la vibration de la fonction sinus mais, lorsque l'amplitude de la vibration d'un très jeune âge, ils ont tendance à être simple mouvement harmonique, comme un pendule, des lustres, des balançoires et ainsi de suite. et ainsi de suite, l'amplitude de vibration est relativement importante quand ils sont la loi des vibrations est très complexe, mais dans des balançoires très jeune âge, leur droit est très proche de la vibration de la fonction sinus ".
« En fait, nous pouvons aussi regarder l'histoire de la science. » Chef d'équipe Jane Xu a dit :. « Newton au moment choisi la décomposition du prisme de la lumière du soleil, il ne choisit aucune fonction mais a priori, la lumière du soleil à travers un prisme, en raison de la dispersion, décomposée en un spectre rouge-orange vert malachite violette bleuâtre. ce spectre est en accord avec la fréquence de la lumière blanche pour être dégroupés. ceci est essentiellement décrit, la lumière blanche est une fonction sinusoïdale comme une unité, et le rôle de la substance se produit dispersion résultante ".
« Il ressemble à un phénomène naturel en tant que professeur, n'est pas parler vide. » Yu Quan a dit camarade de chambre.
Source: retour au parc
Edit: Be
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