
【电】 pan-rage
extensive; float; flood
【医】 pan-; pant-; panto-
frequency; frequently
bound; confine; extension; range; area; scope; spectrum; sphere
【计】 extent
【化】 range
【医】 amplitude; range; sphere; term
【经】 range; scope
泛频范围(英文:Overtone Frequency Range)是声学、振动分析及光谱学等领域的重要概念,指一个物体或系统在振动时,除基频(fundamental frequency)外所产生的一系列泛音(overtones) 所覆盖的频率区间。以下是详细解释:
泛音(Overtone)
物体振动时,除最低频率的基音外,其余更高频率的振动模式称为泛音。例如,琴弦振动时包含基频(如440 Hz)及其整数倍频率(880 Hz、1320 Hz等)的叠加。
汉英对照:泛音 → Overtone/Harmonic(严格而言,harmonic特指整数倍泛音)。
泛频范围(Overtone Frequency Range)
指所有泛音频率的分布区间。例如,某乐器基频为100 Hz,其泛频范围可能覆盖200 Hz至5000 Hz,具体取决于材质与结构。
泛频范围由系统的固有振动模式决定,符合以下规律:
数学表达:
对理想弦或气柱,泛频为基频的整数倍:
$$ f_n = n cdot f_1 quad (n=2,3,4,cdots) $$
实际物体因材质阻尼、边界条件等影响,泛频可能偏离整数倍,形成非谐性(anharmonicity)。
能量分布:
泛频范围内的能量强度反映系统共振特性,例如在声学中决定音色(timbre),在光谱学中标识分子结构。
小提琴的泛频范围(~2 kHz至8 kHz)影响其明亮度;低音乐器的泛频范围更集中于低频区。
红外光谱中,分子振动的泛频范围(如2800–3600 cm⁻¹)用于识别官能团(如O-H键)。
轴承损坏时,振动信号的泛频范围会出现异常峰值,用于工业监测。
参考资料:
《物理学名词》(第三版),科学出版社,2019.
Rossing, T. D. The Science of Sound, 3rd ed. Addison-Wesley.
国际声学工程学会(ICA)术语库. 链接
美国声学学会(ASA)期刊 Journal of the Acoustical Society of America.
Fletcher, N. H. The Physics of Musical Instruments. Springer.
National Institute of Standards and Technology (NIST) Chemistry WebBook. 链接
Randall, R. B. Vibration-Based Condition Monitoring. Wiley.
《声学基础》,南京大学出版社,杜功焕等.
“泛频范围”是一个由“泛频”和“范围”组合而成的术语,需结合两者的含义进行解释:
泛频
指振动系统中高于基频的频率成分。例如:
范围
指某一概念或现象的界限、领域或覆盖区间。例如:
泛频范围通常指泛频在特定系统中的分布区间或作用领域,具体应用场景包括:
声学领域
表示乐器或人声产生的所有泛音频率的集合范围,决定了音色的丰富程度。例如,小提琴的泛频范围较广,因此音色更复杂。
光谱学领域
指分子振动跃迁中泛频吸收带覆盖的频率区域。例如,红外光谱中基频与泛频共同构成分子振动的完整频率响应范围。
如需进一步了解泛频在声学或光谱学中的具体案例,可参考相关专业文献或实验数据。
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