Mer ljudvetenskap med gratis programvara: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Jag undervisar i gymnasiefysik och vi lägger lite tid på att prata om vågor och ljud. Jag har funnit att ett av de bästa sätten att göra detta är att använda gratis programvara för att analysera de harmoniska komponenterna i olika ljud och sedan bygga om dem en frekvens i taget.

Vi kan prata om, inte bara om hur olika frekvenser kombineras, utan också om hur ljuden börjar och förfaller för att resultera i det vi hör.

Steg 1: Saker du behöver

1. Dator med mikrofoningång2. Mikrofon som du kan ansluta till datorn 3. Djärvhet. https://audacity.sourceforge.net/4. Visual Analyzer - Gratis oscilloskopprogram för Windows. https://www.sillanumsoft.com/5. Något att göra ett ljud. Jag har hittat en bägare som slås med en suddgummi som fungerar utmärkt.

Steg 2: Bestäm de harmoniska komponenterna i ditt ljud

Ladda upp Visual Analyzer och gör ett ljud i mikrofonen. Var noga med att titta på det nedre fönstret. Det är FFT (Fast Fourier Transform), det visar oss vilka frekvenser som produceras.

Du kommer att märka att topparna dyker upp och försvinner väldigt snabbt. Jag använder en bägare som träffats av suddgummiänden på en penna. Om du vill fånga topparna klickar du bara i kryssrutan "Håll". FFT -fönstret behåller sedan alla toppar. När du väl har lyckats få några bra toppar måste du stänga av omfånget. Om du inte gör det kommer du att göra lite ljud och alla dina toppar kommer att vara borta (lita på mig om detta). Klicka bara på topparna av intresse i ditt FFT -fönster och VA kommer att berätta frekvensen. För något sånt brukar jag ta 3-6 av de mest framträdande topparna. För min i fallande ordning av topphöjd (ljudstyrka): 1680 Hz, 4380 Hz, 3330 Hz, 7420 Hz. Jag kunde ta mer, men dessa fyra huvudfrekvenser borde göra.

Steg 3: Börja bygga om ljudet

Nu när vi har våra data kan vi försöka återge ljudet. Det är här du behöver Audacity. När du har öppnat Audacity går du bara till "Generera" -menyn och väljer "Tone".

Ett fönster kommer att dyka upp. Behåll Waveform som sin och ställ in frekvensen till den första frekvensen på din lista. Du måste också ändra amplitud. Om du lämnar det på 1.0 så kommer du att få ett mycket förvrängt ljud när du lägger till de andra frekvenserna. Jag har funnit att 0,3 är en bra nivå för den högsta frekvensen. När du har skapat din frekvens klickar du på play. Det ska låta som ditt ljud, men det är lätt att säga att det är annorlunda.

Steg 4: Lägg till dina andra frekvenser

För att lägga till dina andra frekvenser måste du först skapa ett nytt spår. Om du inte gör det kommer Audacity helt enkelt att lägga till din nya ton i slutet av den första. Så för varje ny ton du lägger till måste du först gå till projektmenyn och välja "Nytt ljudspår".

När du har gjort det helt enkelt "Generera" du nya "Tone". Få din näst högsta frekvens och lägg till den. Ställ in amplituden lite lägre för varje frekvens du tar in. Upprepa denna process för varje frekvens du vill lägga till. Slå på spel så hör du ett hemskt gnäll. Jag har bifogat mitt så att du kan höra det. Det låter inte alls som en bägare alls.

Steg 5: Få det att låta rätt

Så vad är problemet? Gå tillbaka till Visual Analyzer. Avmarkera "Håll" och slå på bägaren igen. Vad ser du i FFT -fönstret? De olika frekvenserna sjunker väldigt snabbt, bara den högsta (som råkar vara den andra harmoniska) varar en märkbar tid.

Så, låt oss gå tillbaka till Audacity och trimma våra ljud. Klicka bara på och dra över regionen du inte vill och tryck sedan på raderingsknappen. Jag låter den första frekvensen hålla i ungefär en halv sekund och trimma ner de andra till cirka en kvarts sekund. Slå på play igen. Jag har bifogat min igen. Det låter fortfarande inte rätt. Det finns en enkel anledning till det. Bägaren slutar inte vibrera direkt. Frekvenserna som skapas dämpas, de förfaller långsammare.

Steg 6: Låter Fade It Out

Så allt vi behöver göra är att välja "Fade Out" från "Effect" -menyn. Resultatet är inte riktigt tillräckligt, men om du upprepar blekningen två gånger till blir det ganska bra.

Steg 7: Slutprodukten

Jag önskar att jag kunde få en bra inspelning av min krossade bägare, men den här måste göra.

"Actual Beaker" är en inspelning av mig som träffar en bägare. Jag måste verkligen skaffa en bättre mikrofon. "Done Beaker" är den exporterade versionen jag skapade i Audacity. "Done Beaker with noise" är samma version med lite vitt brus (skapat i Audacity) för att få det att låta som min dåliga inspelning.