Overtone vs Harmonic
Overtonas ir harmonika yra dvi temos, aptariamos bangų mechanikos stacionariomis bangomis. Šios dvi temos atlieka labai svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip akustika, garso inžinerija ir net mechaninė inžinerija. Labai svarbu tinkamai suprasti šias sąvokas, kad tokiose srityse būtų tobula. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra obertonas ir harmonika, jų panašumus, obertonų ir harmonikų apibrėžimus ir galiausiai skirtumus tarp obertonų ir harmonikų.
Kas yra harmonika?
Norint tinkamai suprasti harmonikos sąvoką, pirmiausia reikia suprasti stovinčių bangų ir pagrindinio dažnio sąvokas. Įsivaizduokite dvi vienodas bangas, sklindančias priešingomis kryptimis; kai šios dvi bangos susitinka, (suvienodinta), rezultatas vadinamas stovinčia banga. Bangos, sklindančios +x kryptimi, lygtis yra y=A sin (ωt – kx), o panašios bangos, sklindančios –x kryptimi, lygtis yra y=A sin (ωt + kx). Pagal superpozicijos principą, šių dviejų sutapimo gaunama bangos forma yra y=2A sin (kx) cos (ωt). Tai stovinčios bangos lygtis. x yra atstumas nuo nurodytos x reikšmės pradžios, 2A sin (kx) tampa konstanta. Nuodėmė (kx) svyruoja nuo -1 iki +1. Todėl didžiausia sistemos amplitudė yra 2A. Pagrindinis dažnis yra sistemos savybė. Esant pagrindiniam dažniui, du sistemų galai nesvyruoja ir yra žinomi kaip mazgai. Sistemos centras svyruoja didžiausia amplitude ir yra žinomas kaip antinodas. Harmonika yra bet kuris iš sveikųjų pagrindinių dažnių dauginių. Pagrindinis dažnis (f) žinomas kaip pirmoji harmonika, o 2f – kaip antra harmonika ir pan. Labai naudingas harmonikų pritaikymas yra Furjė analizė. Furjė analizėje bet kurią periodinę funkciją galima sukurti naudojant paprastos bangos, pvz., sinusinės bangos, harmoniką.
Kas yra Overtone?
Overtonas apibrėžiamas kaip bet koks dažnis, kurio reikšmė didesnė už pagrindinį sistemos dažnį. Kai obertonas derinamas su pagrindiniu dažniu, jis vadinamas daliniu. Harmonika yra tokia dalinė dalis, turinti pagrindinio skaičiaus sveikąjį skaičių. Tokios dalelės gaminamos kiekviename muzikos instrumente. Dėl šių dalių kiekvienas muzikos instrumentas turi skirtingą garsą. Jei muzikos instrumentai sukurtų grynas harmonikas, kiekvienas iš šių instrumentų skambėtų lygiai taip pat. Vardinant obertonus, antroji harmonika įvardijama kaip pirmoji obertonė ir kt.
Kuo skiriasi obertonas ir harmonika?
• Harmonikos yra tikslūs sveikųjų pagrindinių dažnių dauginiai, tačiau obertonai gali turėti bet kokią reikšmę, viršijančią pagrindinį dažnį.
• Pats pagrindinis dažnis laikomas pirmąja harmonika, tačiau jis nėra klasifikuojamas kaip obertonas. Ne visi obertonai yra stacionarios bangos. Tik obertonai, atitinkantys harmonikų dažnius, veikia kaip stacionarios bangos. Visos harmonikos yra stacionarios bangos.
