Sıradan dilde, bir "ritm", bir müzik parçasının - dans ettiğiniz kısım - ana nabzıdır. fizik, terim, bir davulcudan daha ilginç bir nedenle çok benzer bir fenomeni tanımlar. ona.
Fizikteki vuruşlar (ve vuruş frekansı) olgusu, ses dalgası girişiminden kaynaklanır. farklı frekanslara sahip ses dalgaları arasındaki etkileşim ve benzer bir darbe etkisine yol açar. ton. Yıkıcı ve yapıcı olanı anlamanıza yardımcı olan ilginç bir fiziksel etki olmanın yanı sıra Dalgaların girişimi, vuruşların müzik aletleri ve bazı tıbbi cihazlar için olanlar da dahil olmak üzere birçok uygulaması vardır. cihazlar.
Beats Fenomeni
Farklı frekanslardaki iki ses dalgası karışırsa, sonuç, vuruş olarak bilinen sesin şiddetinde bir değişiklik olur. Ses dalgalarını sinüs dalgaları olarak temsil ederek aşağıdaki ifadeleri göz önünde bulundurun:
y_1 = \sin (2π × 250 \text{ Hz} × t) \\ y_2 = \sin (2π × 255 \text{ Hz} × t) \\ y_{1+2} = \sin (2π × 250 \ metin{ Hz} × t) + \sin (2π × 255 \text{ Hz} × t)
İlk denklem (y1) 250 Hz'lik bir diyapazon salınımlarını temsil eder (1 Hz = saniyede bir salınım),
ther temsil eden zamanda ve ikinci (y2), başka bir diyapazon sonucunda 255 Hz'lik bir salınımın değerini gösterir.Üçüncü (y1+2), ilk ikisinin etkisini birleştiren yeni (daha karmaşık) bir salınımı temsil eden, birbirine eklenen ilk iki sinüs dalgasını gösterir. Bu üç salınımın grafiğini birlikte çizerseniz, şunu fark edeceksiniz.y1+2 bireyin genliğinin boyutunun 0 ile 2 katı arasında değişen bir genliğe sahiptir.y1 vey2 dalgalar.
Farklı frekanslardaki dalgaların birleşimine denir.süperpozisyoniki orijinal dalganın ve değişen genlik arasındaki bir geçişten kaynaklanıryapıcı girişimveyokedici girişimiki dalga arasında
Genlikteki tepe noktalarının her birine bir denir.dövmek, ve değerlerinde oluşurtiki dalganın her ikisinin de zirve yaptığı yerde, bu, yapıcı girişimin tanımıdır. Bir dalganın tepede ve diğer dalganın çukurda olduğu tersi durum, yıkıcı girişimin tanımıdır; kelimenin tam anlamıyla dalgalar birbirini iptal eder (değişen derecelerde) ve birleşik genliği azaltır.
Tabii ki, ses dalgalarından bahsettiğimizde, genlik size sesin yüksekliğini gösterir ve bu model, yüksek sesle sessizlik arasında kademeli bir geçiş üretir.vuruş frekansısaniyedeki ses yüksekliği bakımından bu tepe noktalarının sayısıdır.
Vuruş Frekansı
Artık bir vuruş frekansının ne olduğunu anladığınıza göre, yapıcı ve yıkıcı girişimin doğası hakkında birçok soru ortaya çıkıyor. Frekanslar birbirine yakınken ve birbirinden uzaktayken vuruş frekansı nasıl değişir?
Vuruş frekansı, iki orijinal dalga arasındaki frekans farkı olarak tanımlanır. Bu, iki frekans ne kadar yakınsa, vuruş frekansının o kadar küçük olduğu anlamına gelir (saniyede daha az vuruş anlamına gelir), bu da onları insan kulağı tarafından ayırt edilmesini kolaylaştırır. Tersine, iki sinüs dalgasının frekansı birbirinden ne kadar uzaksa, vuruş frekansı o kadar hızlı ve o kadar zor olur. çok hızlı atım frekanslarının neden olduğu genlik modülasyonunun gerçekten ayırt edilemediği noktaya kadar ayırt edin. insan kulağı.
Vuruş Frekansının Türetilmesi
Vuruş frekansının matematiksel formülü, iki orijinal sinüs dalgasının üst üste binmesi için ifadeden türetilebilir:
y_{1+2} = \sin (2π f_1 t) + \sin (2π f_2 t)
Belirli frekansların basitçe değiştirildiği durumlardaf1 vef2 genel bir formül vermek. Türetmeyi tamamlamak için gereken bulmacanın anahtar parçası trigonometrik özdeşliktir:
\sin (x) + \sin (y) = 2 \sin \bigg(\frac{x + y} {2}\bigg) \cos \bigg(\frac{x-y}{2}\bigg)
Bunu kullanarak,x = 2π f1 t vey = 2π f2 t, verir:
\begin{hizalanmış} y_{1+2} &= \sin (2π f_1 t) + \sin (2π f_2 t) \\ &= 2 \sin \bigg (2πt\frac{f_1 + f_2} {2}\ bigg) \cos \bigg (2πt\frac{f_1-f_2}{2}\bigg) \end{hizalı}
Denklem, vuruş frekansı olgusunun neden oluştuğunu gösterir.günahterimi, birleşik dalganın, iki orijinal dalganın ortalama frekansı olarak gösterilen bir frekansla kısmen bir sinüs dalgası olduğunu gösterir.çünküterimi, frekanstaki farklılığa bağlı olduğundan, vuruş frekansı tanımının anahtar parçasıdır. iki orijinal dalga arasında ve birbirine yaklaştıkça 1'e yaklaşırken (yani, cos argümanı 0). Bu nedenle, anahtar kısım genellikle kendi başına şu şekilde yazılır:
f_{beat} = | f_1- f_2|
Aldığınız anlamına gelen düz parantezlerlemutlak değer(yani, herhangi bir eksi işaretinin göz ardı edilmesi durumunda,f2 > f1) vuruş frekansını belirlemek için. Bu mantıklıdır, çünkü yapıcı girişimin miktarı (yani orijinal sinüs dalgaları arasındaki "örtüşme") hangisinin önce zirve yaptığına bağlı değildir.
Beats Uygulamaları – Eksik Temel Efekt ve Çok Sesli
Çok seslilik ve eksik temel etki, vuruş frekanslarının nasıl yol açtığının örnekleridir.öznel tonlarve bunların dinleyici üzerindeki etkisi. Vuruş frekansı insan kulağı için orta frekans aralığındaysa, onu “üçüncü bir ton” gibi algılarsınız ve bazen bu nedenle buna fark tonu da denir. Flüt çalanlar, bu efekti, iki oyuncunun ve onların öznel tonlarının sanki üç kişi çalıyormuş gibi bir ses ürettiği bir "iki flüt üçlüsü" oluşturmak için kullanır.
Müzik aletleri genel olarak tek bir frekansın “saf tonunu” üretmezler; her zaman varimalartemel frekansın tam sayı katları olan da üretilir. Örneğin, A notası 220 Hz frekansa sahiptir, ancak notayı bir enstrümanda çaldığınızda 440 Hz, 660 Hz, 880 Hz vb. de üretilir.
Bunların ürettiği subjektif ton orijinal 220 Hz'e eşittir, bu nedenle temel frekansı güçlendirir ve dinleyicinin perde algısını güçlendirir. Ancak, temel frekans üretilmediğinde bile (örneğin, zayıf ses ekipmanı veya frekans filtreleme efektleri nedeniyle)halaEksik temel etki olarak adlandırılan bu vuruş frekansları nedeniyle temel frekansın perdesini işitin.
Pirinç enstrüman çalan müzisyenler, farklı bir nota çalarken ağızlığa bir nota mırıldanarak “iki flüt üçlüsüne” benzer bir şekilde öznel frekansları da kullanabilirler. Bu ikisi arasındaki vuruş frekansı (yani frekans farkı) üçüncü bir nota üretir. Multifonik bu efektin adıdır.
Vuruş Uygulamaları: Doppler Nabız Tespiti
Ultrasonik bir darbe probu, ses dalgaları hareketli bir nesneden yansıtılırken Doppler kaymasından kaynaklanan küçük değişiklikleri algılamak için vuruş frekanslarını kullanır. Bu tip prob genellikle kan akışı için kullanılır; ultrasonik ses dalgaları kandan yansır, ancak perdede kan akışının hızına bağlı bir miktarda değişir.
Orijinal perde ile yansıyan perde arasındaki fark vuruş frekansları üretir ve bunlar analiz edilerek kan akış hızındaki değişiklikler (örneğin bir tıkanıklıktan dolayı) tespit edilebilir. Sinyal güçlendirilirse ve kulaklıklar aracılığıyla çalınırsa, vuruş frekanslarının nabzını da duyabilirsiniz.
