
【電】 pan-rage
extensive; float; flood
【醫】 pan-; pant-; panto-
frequency; frequently
bound; confine; extension; range; area; scope; spectrum; sphere
【計】 extent
【化】 range
【醫】 amplitude; range; sphere; term
【經】 range; scope
泛頻範圍(英文:Overtone Frequency Range)是聲學、振動分析及光譜學等領域的重要概念,指一個物體或系統在振動時,除基頻(fundamental frequency)外所産生的一系列泛音(overtones) 所覆蓋的頻率區間。以下是詳細解釋:
泛音(Overtone)
物體振動時,除最低頻率的基音外,其餘更高頻率的振動模式稱為泛音。例如,琴弦振動時包含基頻(如440 Hz)及其整數倍頻率(880 Hz、1320 Hz等)的疊加。
漢英對照:泛音 → Overtone/Harmonic(嚴格而言,harmonic特指整數倍泛音)。
泛頻範圍(Overtone Frequency Range)
指所有泛音頻率的分布區間。例如,某樂器基頻為100 Hz,其泛頻範圍可能覆蓋200 Hz至5000 Hz,具體取決于材質與結構。
泛頻範圍由系統的固有振動模式決定,符合以下規律:
數學表達:
對理想弦或氣柱,泛頻為基頻的整數倍:
$$ f_n = n cdot f_1 quad (n=2,3,4,cdots) $$
實際物體因材質阻尼、邊界條件等影響,泛頻可能偏離整數倍,形成非諧性(anharmonicity)。
能量分布:
泛頻範圍内的能量強度反映系統共振特性,例如在聲學中決定音色(timbre),在光譜學中标識分子結構。
小提琴的泛頻範圍(~2 kHz至8 kHz)影響其明亮度;低音樂器的泛頻範圍更集中于低頻區。
紅外光譜中,分子振動的泛頻範圍(如2800–3600 cm⁻¹)用于識别官能團(如O-H鍵)。
軸承損壞時,振動信號的泛頻範圍會出現異常峰值,用于工業監測。
參考資料:
《物理學名詞》(第三版),科學出版社,2019.
Rossing, T. D. The Science of Sound, 3rd ed. Addison-Wesley.
國際聲學工程學會(ICA)術語庫. 鍊接
美國聲學學會(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. 鍊接
Randall, R. B. Vibration-Based Condition Monitoring. Wiley.
《聲學基礎》,南京大學出版社,杜功煥等.
“泛頻範圍”是一個由“泛頻”和“範圍”組合而成的術語,需結合兩者的含義進行解釋:
泛頻
指振動系統中高于基頻的頻率成分。例如:
範圍
指某一概念或現象的界限、領域或覆蓋區間。例如:
泛頻範圍通常指泛頻在特定系統中的分布區間或作用領域,具體應用場景包括:
聲學領域
表示樂器或人聲産生的所有泛音頻率的集合範圍,決定了音色的豐富程度。例如,小提琴的泛頻範圍較廣,因此音色更複雜。
光譜學領域
指分子振動躍遷中泛頻吸收帶覆蓋的頻率區域。例如,紅外光譜中基頻與泛頻共同構成分子振動的完整頻率響應範圍。
如需進一步了解泛頻在聲學或光譜學中的具體案例,可參考相關專業文獻或實驗數據。
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