Jeg har skrevet tidligere om hvordan dagens smarte telefoner med sensorer i alle retninger og regnekraft som kostet et lite lands forsvarsbudsjett på 80-tallet gjør at man kan bruker mobiltelefonen som fysikklab. Jeg har også tidligere skrevet om hvordan man kan bruke Fourieranalyse til å finne ut hvilke frekvenser en lyd består av. Dette kan naturligvis kombineres, ettersom en mobiltelefon i dag er plenty kraftig nok til å regne ut Fouriertransformer i hytt & pine.

For iPhone vet jeg det finnes en lang rekke apper som kan gjøre frekvensanalyse av lyd på direkten. Noen er dyre, noen er billige, og noen er gratis. Jeg lastet ned en som heter SpectrumView, som er gratis. Det ser også ut til å finnes flere for android, men jeg har ikke testet noen av dem.

Programmet jeg lastet ned kan produsere noe som kalles et spektrogram, som er et 2D-plott som viser intensiteten ved ulike frekvenser som funksjon av tid. For eksempel, det følgende bildet viser et opptak av vaskemaskinen min mens den sentrifugerer med økende fart. Man kan se at den produserer lyd på en masse frekvenser, sikkert noe med overtoner og greier, og at disse generelt øker. Ganske stilig?

Så kan man egentlig bruke dette til noe nyttig? Vel, en ting man kan gjøre er å måle lydfarten ved hjelp av resonansfrekvenser. Jeg har skrevet tidligere om hvordan man kan måle lydfarten med enkle remedier, ved å bruke et rør med kjent lendge. Vel, med en smarttelefon er det enda enklere. Kanskje. I alle fall hvis man finner en app som funker bra. Den jeg brukte er ikke perfekt, for man kan ikke stille oppløsningen eller velge frekvensområde man ser på. Likevel, jeg greide fint å se at prinsippet virker.

Jeg fant frem et papprør av den typen aluminiumsfolie leveres på. Så begynte jeg å ta opp et spektrogram mens jeg holdt mikrofonen mot enden av papprøret, og etter en stund tok jeg bort papprøret. De horisontale linjene man ser i venster side av bildet er resonansfrekvensene til papprøret, og med en gang jeg tar det bort forsvinner de. Hvis man fant en app med bedre oppløsning og flere instillinger for hvor lang tid man integrerer over og slikt, og brukte støy fra en radio eller noe som bakgrunnslyd, ville det antagelig være mulig å se skarpere linjer, og på den måten burde man kunne bestemme resonansfrekvensene til røret. Og da er det bare å finne frem målebåndet, så vet man lydfarten. Vi gjorde faktisk nøyaktig denne oppgaven på laben i bølgefysikk eller noe slikt, bare at vi brukte et matlab-script i stedet for en app. Jeg tipper det hadde vært mulig å få studentene til å skjønne mer om de fikk leke litt med denne appen først.

En annen festlig ting man kan gjøre er å lage spektrogrammer av Aphex Twin-låter. Litt mer detaljer her.

-Tor Nordam