关于音乐的大学物理项目:第1周

这是一系列正在进行的文章的一部分,这些文章记录了我的最后一年的本科物理项目。 该项目的目的是了解锡哨的物理原理,并创建一个模型,该模型可以预测给定配置的哨声的频率。

内容:

第一周
第二周
第三周
第四周

在接下来的十周里,我将在本科学位课程中保留我在我的最后一年物理项目中的工作的滚动记录,我将在这里记录所有这些内容,以便我可以继续进行我的工作并帮助编写演示文稿并在年底报告。

我的计划是什么? 我的首要任务之一是确定我到底想做什么。 我想回答什么问题? 该项目是作为对锡哨声及其工作方式的研究而提供给我的。 我可以制作一个可以解释锡笛声的模型吗? 我能否使用此模型来推断锡哨声在各种信息(例如直径和长度)下的表现? 最后,我如何了解锡哨声如何定义声音输出?

锡哨声应如何建模?

本周,我研究了几篇有助于创建此模型的论文。 最有用的论文将锡哨声与传输线进行了比较。 然后,我探究了传输线的确切含义及其工作方式。 该视频证明可以很好地解释它们:

由此可以很明显地看出,音符是非常复杂的频率混合,因此,如果我的模型要重现锡哨声,我需要弄清楚声音中存在哪些超出基波(一次谐波)的谐波。 谐波是指乐器中基本振动频率的精确分数,在锡哨声的情况下,哨声中的空气振动。

下周

现在,我有了一个简单的工作基础,并且对哨子的预期频率含量有了一些了解,我可以尝试以最简单的形式求解传输线方程,并观察它们在模拟时的行为。 我将需要一些在定义的边界内求解微分方程的方法,称为边界值问题。 还将进行进一步的阅读,以补充我周围的声学和传输线理论知识。