Естественные науки

Почему считается что амплитуда первой гармоники больше остальных?

.
Совсем не обязательно.
Самой большой может быть любая гармоника. Это зависит от начальных условий, каково начальное распределение амплитуд на струне и начальное распределение скоростей на струне.

Обычно струну оттягивают в одном месте или ударяют по струне в одном месте. Поэтому при разложении в ряд Фурье, получается, что первая гармоника имеет самую большую амплитуду.

Но если оттянуть струну в двух местах в разные направления, или одновременно ударить струну в два места, но удары сделать в противоположных направлениях, то самую большую амплитуду будет иметь уже вторая гармоника.

Если центр струны оттянуть в одном направлении, а в двух местах от центра оттянуть в другом направлении, то самую большую амплитуду будет иметь уже третья гармоника.

Вы можете сами увидеть это, если сделаете разложения в ряд Фурье любой периодической функции, которая на отрезке имеет несколько полупериодов. Амплитуда первой гармоники будет самой большой только если на отрезке помещается один полупериод. Во всех остальных случаях номер максимальной амплитуды будет совпадать с числом полупериодов на отрезке.
Это независимо от того, какую форму имеет периодическая функция. Если функция имеет форму синуса или косинуса, тогда, вообще, в разложении будет только одна гармоника. Все остальные гармоники будут нулевыми, в том числе и первая (если на отрезке помещается несколько полупериодов).
.
Denis Novikov
Denis Novikov
83 291
Лучший ответ
совсем необязательно. смотря что за колебания и как вызваны.

на струнных инструментах есть прием "флажолет", при котором 1-2 первые гармоники вообще практически отсутствуют.
Роза Розовая Ага. Смотрел на скрипочке - максимум вообще может быть на 11-й какой-либо.
Алёна Черникова не скажи. Флажолет делит струну пополам, или на 2/3 или 3/4 и т. д., основной сигнал там как раз будет октава от открытой струны для 1/2 и т. д., т. е. основной тон прижатой части. Так что всё правильно, т. к. некорректно притягивать к тону флажолета длину целой струны.

Но таки сигнал может быть какой угодной природы и формы, это да.
Основная частота, остальные затухают, каждая следующая имеет меньше амплитуду.
РК
Раиса Камыш
85 947
часто так и есть, посчитайте. Формулы преобразований Фурье не засекречены.
Это и есть сам сигнал.
Лариса Шишкова
Лариса Шишкова
62 141
Марина Морозова совсем не обязательно.

сигнал может быть какой угодно! пример - флажолет на гитаре, первой гармоники вообще нет
По определению. Как солдаты встрою...
Элина Хакимова Первую гармонику называют ещё основной.
Марина Морозова нет такого определения. мощность может распределяться как угодно, может максимум быть иа н 2-й, и на 3-й.
Коэффициенты Фурье любой интегрируемой функции стремятся к нулю (это лемма Римана - Лебега или похрен кого, доказывается очень просто). Поэтому максимум амплитуды достигается на какой-то гармонике с конечным номером.
Амплитуды гармоник не обязаны строго убывать. Но морально проще, когда они убывают. Поэтому ты так и подумал.

Похожие вопросы