拍音现象 - Beat Frequency Phenomenon

展示拍频现象的交互式模拟,使用Web Audio API实时播放音频

波形可视化

音调1 (f₁)

频率: 440 Hz

音调2 (f₂)

频率: 444 Hz

叠加波形 (y₁ + y₂)

拍频: 4.0 Hz
拍周期: 0.25 s

包络线

虚线显示振幅调制包络

频率控制

音高: A4
音高: A4 + 4¢
频率差 (|f₁ - f₂|): 4 Hz
每秒拍数: 4

快速预设

波形类型

数学基础

波1

y₁ = A·sin(2πf₁t)

波2

y₂ = A·sin(2πf₂t)

叠加

y = y₁ + y₂

拍频公式

f_beat = |f₁ - f₂|

当两个频率略有不同的声波干涉时,会产生拍频现象。感知的响度以拍频振荡,等于两个频率的绝对差值。

什么是拍频?

拍频是当两个频率略有不同的声波同时播放时发生的现象。波以周期性模式相长和相消干涉,导致感知的响度振荡。这个振荡速率称为拍频,等于两个频率之差:f_beat = |f₁ - f₂|。

工作原理

当两个频率为f₁和f₂的音调同时播放时,它们会周期性地同相和反相。同相时,它们相互加强(相长干涉)产生更大的声音。反相时,它们部分抵消(相消干涉)产生更小的声音。这产生了音乐家调音时使用的特征性"呜-呜-呜"脉动声音。

实际应用

  • 乐器调音:音乐家调音时听拍音。当拍音消失时,乐器调准了。
  • 钢琴调律:钢琴调律师使用拍频精确调准音程和检查泛音。
  • 雷达系统:拍频用于多普勒雷达测量物体速度。
  • 音乐制作:稍微失谐振荡器产生拍频,用于创造厚实的合成器声音。
  • 外差检测:无线电接收器使用拍频将高频信号转换为可听范围。

听音指南

从慢拍开始

从2-4 Hz的拍频开始(例如440 Hz和444 Hz)。你会清楚地听到脉动的"呜-呜"效果。

听包络

专注于整体响度模式,而不是单个音调。拍是振幅调制。

快拍合并

当拍频超过约15 Hz时,单个拍会合并,你会感知到一个新的音调(差音)。