В акустике ритм — это интерференционная картина между двумя звуками слегка разных частот , воспринимаемая как периодическое изменение громкости , скорость которого равна разнице двух частот.
С помощью настроечных инструментов, которые могут воспроизводить устойчивые звуки, можно легко распознать ритмы. Настройка двух тонов в унисон даст своеобразный эффект: когда два тона близки по высоте, но не идентичны, разница в частоте порождает биение. Громкость меняется, как в тремоло , поскольку звуки поочередно мешают конструктивно и деструктивно. По мере того, как два тона постепенно приближаются к унисону, ритм замедляется и может стать настолько медленным, что станет незаметным. По мере того, как два тона становятся все дальше друг от друга, их частота биений начинает приближаться к диапазону восприятия высоты звука человеком, [1] биения начинают звучать как нота, и образуется комбинированный тон .
Это явление наиболее известно в акустике или музыке, хотя его можно обнаружить в любой линейной системе:
«По закону суперпозиции два звука, звучащие одновременно, накладываются очень простым способом: складываются их амплитуды». [2]
Если нарисовать график, показывающий функцию , соответствующую общему звучанию двух струн , то можно увидеть, что максимумы и минимумы больше не являются постоянными (как при игре чистой ноты), а меняются со временем: когда две волны сдвиг по фазе почти на 180 градусов, максимумы одной волны нейтрализуют минимумы другой, тогда как, когда они почти совпадают по фазе, их максимумы суммируются, увеличивая воспринимаемую громкость.
Можно доказать (с помощью тригонометрического тождества суммы и произведения ), что сумма двух синусоидальных волн с единичной амплитудой может быть выражена как несущая волна с частотой ж 1 + ж 2/2 амплитуда которого модулируется огибающей волной частоты ж 1 - ж 2/2 : [3]
Поскольку все остальные импульсы в шаблоне модуляции инвертируются, каждый пик заменяется минимумом и наоборот. Огибающая воспринимается как имеющая в два раза большую частоту модулирующего косинуса, что означает, что слышимая частота биений (если она находится в слышимом диапазоне) равна: [4]
Бинауральный ритм — это слуховая иллюзия, воспринимаемая, когда две разные синусоидальные волны чистого тона с разницей между ними менее 40 Гц или около того подаются слушателю дихотически (по одной через каждое ухо ).
Например, если чистый тон 530 Гц подается в правое ухо субъекта, а чистый тон 520 Гц — в левое ухо субъекта, слушатель услышит биение с частотой 10 Гц, как если бы эти два тона были представлено моноурально, но избиение также будет иметь элемент бокового движения.
Восприятие бинауральных ритмов происходит в нижних холмиках среднего мозга и верхнем оливковом комплексе ствола мозга , где слуховые сигналы от каждого уха интегрируются и вызывают электрические импульсы по нервным путям через ретикулярную формацию вверх по среднему мозгу к таламусу , слуховой коре , и других областях коры. [5]
Согласно систематическому обзору 2023 года, в исследованиях изучались некоторые из заявленных положительных эффектов в области когнитивной обработки, аффективных состояний (например, тревоги), настроения, восприятия боли, медитации и релаксации, блуждания ума, творчества, но методы не были сопоставимы. и результаты были неубедительными. [6]
Музыканты обычно объективно используют интерференционные ритмы для проверки настройки в унисон , идеальную пятую часть или другие простые гармонические интервалы. [7] Настройщики фортепиано и органа используют метод, включающий подсчет долей, стремясь к определенному числу в течение определенного интервала.
Композитор Элвин Люсье написал множество произведений, в которых основное внимание уделяется интерференционным битам . Итальянский композитор Джачинто Счелси , чей стиль основан на микротональных колебаниях унисонов, широко исследовал текстурные эффекты интерференционных битов, особенно в своих поздних произведениях, таких как скрипичные соло Xnoybis (1964) и L'âme ailée / L'âme ouverte (1973). ), в которых они выделяются (Счелси рассматривал и отмечал каждую струну инструмента как отдельную партию, так что его скрипичные соло фактически представляют собой квартеты из однострунных инструментов, где разные струны скрипки могут одновременно играть одну и ту же ноту с микротональными сдвигами , так что создаются интерференционные картины). Музыка композитора Фила Ниблока целиком основана на биении, вызванном микротональными различиями. [8] Инженер-компьютерщик Тосо Панковски изобрел метод, основанный на избиении слуховых помех, для проверки участников онлайн-аудиальных исследований на наличие наушников и дихотического контекста (независимо от того, смешаны ли стереоканалы или полностью разделены). [9]
Любители радиолюбителей используют термины «нулевое биение» или «нулевое биение» для точной настройки на желаемую частоту несущей волны путем ручного уменьшения количества помех, [10] по сути тот же процесс настройки, который используют музыканты.
Учебные материалы, связанные с битом (акустикой), в Викиверситете
