機械與電學振動
拍(beats)
敲兩根調得幾乎——但不完全——相同音的鋼琴弦,你會聽到一個單音慢慢漲大變響、淡至無聲、再次漲大,每秒搏動一兩次。那種一脈一脈的漲落就是拍。這是兩個頻率幾近相等的振動相加時所做的事:它們時而同步時而錯開,一再地加強又抵消。
把兩個頻率相近的餘弦相加,cos(omega_1 t) + cos(omega_2 t)。一個三角恆等式把和改寫成 2 cos((omega_1 - omega_2)/2 · t) cos((omega_1 + omega_2)/2 · t)。把它讀成一個以平均頻率 (omega_1 + omega_2)/2 的快速振盪,被包在一個以低得多的頻率 (omega_1 - omega_2)/2 擺動的緩慢振幅包絡裡。那個緩慢包絡正是你耳朵聽到的搏動;響度的峰(拍)在每個包絡週期出現兩次,所以拍頻是完整的差 |omega_1 - omega_2|。
在驅動系統中,當你在暫態尚未消退前,以接近(但不等於)自然頻率的頻率推一個輕阻尼振子時,就會出現拍:驅動響應與系統自身的振鳴頻率幾乎相同,互相拍打。拍也是音樂家的日常工具,他們調音時聆聽兩音之間的拍,使其慢到消失——當搏動停止,頻率就完全相符了。
cos(2 pi · 440 t) + cos(2 pi · 442 t) 聽起來像一個 441 赫茲的音,其響度每秒搏動 |442 - 440| = 2 次——每秒兩拍。
兩個相近頻率(440 與 442)給出可聽可數的 2 赫茲搏動。
拍頻是完整的差 |omega_1 - omega_2|,儘管包絡自身的餘弦以其一半的頻率振盪——因為響度在每個包絡週期出現兩次峰(包絡在正擺與負擺時都很響)。這裡很容易差兩倍。
又称
另见