Huojunta
Kun kaksi lähes saman taajuuksista ääntä soi yhtä aikaa, ne ajautuvat askelsun ja askelsumman välillä. Joskus niiden värähtelyt summautuvat voimakkaammaksi ääneksi, ja joskus ne kumoutuvat hiljaisemmaksi, joten voimakkuus pulssii ylös ja alas. Tuo pulssitaajuus, jota kutsutaan huojuntataajuudeksi, on yksinkertaisesti kahden taajuuden erotus.
Kaava
f_beat = |f₁ − f₂|
- f_beat — huojuntataajuus (Hz): kuinka monta kertaa sekunnissa voimakkuus pulssii
- f₁ — taajuus yksi (Hz): ensimmäisen äänen taajuus
- f₂ — taajuus kaksi (Hz): toisen äänen taajuus
Ratkaistu esimerkki
Virityshaarukka soittaa 442 Hz:llä ja kitaran kieli 438 Hz:llä. Kuinka monta huojuntaa sekunnissa kuulet?
- f₁ = 442 Hz
- f₂ = 438 Hz
- f_beat = |f₁ − f₂|
- f_beat = |442 Hz − 438 Hz|
f_beat = 4 Hz
Testaa itseäsi
Kitaran kieli soittaa 440 Hz:llä ja virityshaarukka 445 Hz:llä. Kuinka monta kertaa sekunnissa ääni pulssii voimakkaammaksi ja hiljaisemmaksi?
- Oikea vastaus: 5 kertaa sekunnissa
- 885 kertaa sekunnissa
- 440 kertaa sekunnissa
Oikein! f_beat = |445 Hz − 440 Hz| = 5 Hz, joten viisi pulssia sekunnissa.
Virität kitaran kieltä vastaamaan 440 Hz vertailua. Kun kiristät kieltä lähemmäs oikeaa sävelkorkeutta, mitä kuulemillesi huojunnoille tapahtuu?
- Ne nopeutuvat
- Oikea vastaus: Ne hidastuvat ja lopulta katoavat
- Ne pysyvät samalla nopeudella
Kyllä! Kun taajuudet lähestyvät toisiaan, erotus |f₁ − f₂| kutistuu, joten huojunnat hidastuvat, kunnes ne katoavat täydellisessä virityksessä.
Missä tätä näkee
Pianonsoittajat ja kitaristit työskentelevät korvallaan tällä vaikutuksella joka päivä: soi kieli vertailuhaarukkaa vasten, ja jos kaksi sävelkorkeutta ovat lähellä mutta eivät yhtä suuret, voimakkuus horjuu – horjunta muutaman pulssin sekunnissa tarkoittaa lähes viritettyä, ja horjunta, joka hidastuu ja lopulta katoaa, tarkoittaa täydellisesti viritettyä.
Yleiset virheet
Klassinen kompastus on laskea huojuntataajuus väärästä yhdistelmästä – taajuuksien lisääminen tai vain yhden siteeraaminen, kun pulssitaajuus on erotus: f_beat = |f₁ − f₂|, joten 445 Hz vastaan 440 Hz antaa 5 pulssia sekunnissa. Toinen väärinkäsitys on, että lähteet itse saavat voimakkaammiksi ja hiljaisemmiksi – molemmat soivat täydellisen tasaisesti, ja pulssinta on interferenssiä ajassa, summaamista ja kumoamista korvassasi.
Miten tämä kytkeytyy
Huojunta on superpositio – kaksi aaltoa hieman eri taajuuksilla liukumassa askelsuman sisään ja ulos, sama summaaminen ja kumoaminen, jonka interferenssi ja diffraktio suorittavat tilan yli optiikassa. Aaltoyksikön sisällä ne osoittavat, miksi ”lähes sama taajuus” on kuuluva ehto, ei kuulumaton; äänen intensiteetti, seuraavaksi, seuraa sitä, mitä yksittäisen aallon energialle tapahtuu, kun se levittyy.