บีต

เมื่อเสียงสองเสียงความถี่ใกล้กันเล่นพร้อมกัน มันสลับเข้าจังหวะและหลุดจังหวะ บางครั้งการสั่นรวมกันทำเสียงดังขึ้น บางครั้งหักลบกันทำให้เบาลง ความดังจึงเต้นขึ้นลง อัตราการเต้นนี้ เรียกความถี่บีต เป็นแค่ผลต่างของสองความถี่

สูตร

f_beat = |f₁ − f₂|

• f_beat — ความถี่บีต (Hz): ความดังเต้นขึ้นลงกี่ครั้งต่อวินาที
• f₁ — ความถี่หนึ่ง (Hz): ความถี่ของเสียงแรก
• f₂ — ความถี่สอง (Hz): ความถี่ของเสียงที่สอง

ตัวอย่างที่แก้ไข

ส้อมเสียงดังที่ 442 Hz และสายกีตาร์ดังที่ 438 Hz คุณจะได้ยินกี่บีตต่อวินาที

• f₁ = 442 Hz
• f₂ = 438 Hz

1. f_beat = |f₁ − f₂|
2. f_beat = |442 Hz − 438 Hz|

f_beat = 4 Hz

ทดสอบความเข้าใจของคุณ

พบเห็นได้ที่ไหน

ช่างตั้งเสียงเปียโนและมือกีตาร์ใช้ปรากฏการณ์นี้ทำงานด้วยหูกันทุกวัน: ดีดสายให้ดังคู่กับส้อมเสียงอ้างอิง ถ้าระดับเสียงทั้งสองใกล้กันแต่ไม่เท่ากัน ความดังจะโยกขึ้นลง — การโยกขึ้นลงไม่กี่จังหวะต่อวินาทีแปลว่าเกือบตรงกันแล้ว และการโยกที่ค่อย ๆ ช้าลงจนหายไปในที่สุดแปลว่าตรงเป๊ะ

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ความพลาดคลาสสิกคือการคำนวณอัตราบีตจากส่วนผสมที่ผิด — นำความถี่มาบวกกัน หรือไม่ก็ยกค่าใดค่าหนึ่งมาใช้เฉย ๆ ทั้งที่อัตราการเต้นคือผลต่าง: f_beat = |f₁ − f₂| ดังนั้น 445 Hz กับ 440 Hz จึงให้ 5 จังหวะต่อวินาที ความเข้าใจผิดข้อที่สองคือคิดว่าตัวแหล่งกำเนิดเองกำลังดังขึ้นเบาลงเอง ๆ — ทั้งสองเสียงดังคงที่อย่างสมบูรณ์แบบ การเต้นขึ้นลงที่ได้ยินคือการแทรกสอดในมิติเวลา ที่บวกกันและหักลบกันอยู่ที่หูคุณ

เชื่อมโยงอย่างไร

บีตคือหลักการซ้อนทับ — คลื่นสองลูกที่ความถี่ต่างกันเพียงเล็กน้อยเลื่อนเข้าและออกจากจังหวะกันไปมา ซึ่งเป็นการบวกและหักลบแบบเดียวกับที่การแทรกสอดและการเลี้ยวเบนในทัศนศาสตร์ทำข้ามมิติปริภูมิ ภายในหน่วยคลื่น บีตแสดงให้เห็นว่าทำไม 'ความถี่เกือบเดียวกัน' จึงเป็นสภาวะที่หูได้ยินได้ ไม่ใช่สภาวะที่เงียบไม่รู้ไม่เห็น ส่วนความเข้มเสียงที่ถัดไป ตามดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับพลังงานของคลื่นลูกเดียวเมื่อมันกระจายออกไป

ลองการจำลองแบบโต้ตอบ

• บีตจากสองแหล่งกำเนิด

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

• ความเข้มเสียงกับเดซิเบล
• ปรากฏการณ์ดอปเลอร์