Si dos ondas de sonido que son frecuencias diferentes crean ritmos que ocurren varios cientos de veces por segundo, ¿puedes escuchar este efecto como su propio tono?

Question

Si usted tiene múltiples ondas de diferentes frecuencias, la interferencia de las ondas diferentes causa "beats".

(Animación de https://en.wikipedia.org/wiki/Group_velocity)

Digamos que un punto verde en la anterior animación llega a su oído un par de cientos de veces por segundo.

Es posible escuchar a este fenómeno (de la onda de grupos que ocurren a frecuencias en el rango audible), como su propio tono?

Answer 1

No, no se puede oír el real de la frecuencia de batido. Por ejemplo, si ambas ondas de ultrasonidos y la diferencia en la frecuencia de 440 Hz, no se oye el Un (a menos que grave la falta de linealidad entraría en juego; edición: tales efectos no lineales son al menos 60 dB más bajo en nivel de presión de sonido).

Cuando dos ondas de ultrasonidos que están cerca de la frecuencia, la amplitud de sube y baja con la frecuencia de batido. Un micrófono puede mostrar esto en un osciloscopio. Pero el oído humano no escucha la frecuencia ultrasónica. Es sólo el silencio que varían en amplitud :)

(Sé que un libro de texto de física donde esto está mal.)

Edit: en algunos casos la mente puede percibir el tono de "una falta fundamental". Por ejemplo, cuando las ondas sinusoidales de 880 y 1320 Hz se reproducen, la mente puede percibir un tono de afinación A. Este es un fenómeno psicoacústico, explotados por ejemplo, en el auditorio de la ilusión de una Escher de la escalera.

Answer 2

Sí - American Technology Corporation, Woody Norris inventó un phased array compuesto de transductores de ultrasonidos; pares de transmitir dos frecuencias ultrasónicas que son ligeramente diferentes por un modulada frecuencia del sonido.

Demodulación de las señales acústicas de los ultrasonidos de los transportistas es llevado a cabo por las propiedades no lineales de aire o por las dos señales que inciden sobre una superficie tal como una pared o en el interior de su cabeza! En cualquier caso, el sonido parece ocurrir prácticamente de la nada.

Estos dispositivos han sido llamados hipersónicas altavoces de sonido o de audio, proyectores. De vez en cuando se puede encontrar a la venta en EBay

Answer 3

Como siempre para cualquier cosa que implica la biología, la respuesta es en realidad más complicado.

Es cierto que no hay una "nota" que hay en la frecuencia de batido, en términos de series de Fourier. Pero a pesar de lo que comúnmente se indica en los libros de texto, el oído, ¿ no basta con hacer una transformada de Fourier.

De hecho, el oído humano no percibe diferencias en las frecuencias y, en general, ciertas combinaciones lineales de las frecuencias, como de los tonos. Ellos son llamados combinación de tonos, y una demostración está aquí. Como se puede escuchar en el segundo clip, cuando dos frecuencias $f_1 < f_2$ jugados, uno oye los tonos de frecuencias $f_2 - f_1$ (la diferencia de tono) y en $2f_1 - f_2$ (el cúbicos diferencia de tono), así como algunos otros. Esto no es poco efecto; estos tonos son varias octavas por debajo de los tonos originales.

Esto sería imposible si el oído se tratara de un simple sistema lineal, porque no hay ningún componente de Fourier en frecuencia $f_2 - f_1$ o $2f_1 - f_2$. Pero el oído no es lineal, y su salida es posteriormente procesada por el cerebro, de nuevo en una forma no lineal. Y es bien sabido que la cosa es más simple de la no linealidad puede hacer es el resultado de las combinaciones lineales de la entrada de los tonos; que es uno de los pilares de la óptica no lineal.

Mientras que la teoría no es completamente entendido, casi todo el mundo puede oír la diferencia de los tonos están ahí. Sin embargo, en el caso de extrema ultrasonido, es muy raro que te gustaría escuchar nada porque un ultrasonido de onda apenas puede moverse algo en su oído. Si tus oídos no están lo suficientemente sensible para detectar, en primer lugar, es poco probable que sería capaz de salida no lineal combinaciones de ellos, no importa cómo de una forma no lineal de procesar el sonido.

Answer 4

La audiencia de 'beats' a una frecuencia de n, como en el ejemplo anterior, no es lo mismo que escuchar una nota en esa frecuencia. En el ejemplo que das, no hay ninguna nota presente en la parte inferior de frecuencia, es decir, el aire no está emocionado en esa frecuencia. Todo lo que estás escuchando es un efecto de interferencia en la frecuencia n. Por ejemplo, si usted fuera a convertir en el ejemplo de forma de onda para el dominio de la frecuencia (es decir, el análisis espectral), veríamos dos altas frecuencias de los picos de muy cerca, pero no habría espiga en la parte inferior de frecuencia n.

Su oído escuchar e interpretar el efecto de la interferencia como el volumen de la nota el aumento y la disminución en la frecuencia n. Este efecto puede ser usado, por ejemplo, cuando la afinación de una cuerda de guitarra - juego de dos notas que se supone debe ser el mismo en dos cadenas diferentes de forma simultánea y escuchará los latidos si son un poco fuera de tono.

Si se va a superponer una menor frecuencia de la nota en la parte superior de una mayor frecuencia de la nota (es decir, dos notas tocadas a la vez), la onda sería bastante diferente (más como una onda de alta frecuencia 'equitación', una menor frecuencia de la onda, como se muestra en la imagen de abajo). En ese caso, su oído de oír las dos notas al mismo tiempo.

Answer 5

El oído humano detecta sonidos al tener pelos con diferentes frecuencias fundamentales; Si una frecuencia entrante está lo suficientemente cerca del armónico del cabello, el cabello detecta el sonido. En esencia, el oído realiza una transformada de Fourier analógica. Si bien la gráfica del ritmo parece una onda sinusoidal, su producto de puntos con una onda sinusoidal real es cero, por lo que no es detectable.