В психоакустике , А чистый тон является звук с синусоидальной формой волны ; то есть синусоидальная волна любой частоты, фазы и амплитуды. [1] В клинической аудиологии чистые тона используются для аудиометрии чистого тона для определения порогов слышимости на разных частотах.
Синусоида характеризуется своей частотой (число циклов в секунду), его амплитуды (интенсивность каждого цикла), и его фазового сдвига (что указывает на время выравнивания относительно опорной точки нулевого времени). Чистый тон имеет свойство - уникальное среди волновых форм с действительными значениями - что его волновая форма не изменяется линейными системами, не зависящими от времени ; то есть только фаза и амплитуда изменяются между входом чистого тона такой системы и ее выходом.
Синусоидальные и косинусоидальные волны можно использовать в качестве основных строительных блоков для более сложных волн. Чистый тон любой частоты и фазы может быть разложен на синусоидальную и косинусоидальную волну этой частоты или составлен из них. По мере комбинирования дополнительных синусоидальных волн, имеющих разные частоты , форма волны трансформируется из синусоидальной формы в более сложную форму.
Локализация звука с чистыми тонами часто бывает сложнее, чем с другими звуками. [2] [3]
Отношение к высоте звука и музыкальным тонам
Чистые тона использовались физиками 19-го века, такими как Георг Ом и Герман фон Гельмгольц, для поддержки теорий, утверждающих, что ухо функционирует аналогично частотному анализу Фурье . [4] [5] В акустическом законе Ома , который позже был разработан Гельмгольцем, музыкальные тона воспринимаются как набор чистых тонов. Восприятие высоты звука зависит от частоты наиболее заметного тона, а фазы отдельных компонентов отбрасываются. Эту теорию часто обвиняли в том, что она создала путаницу между высотой звука, частотой и чистыми тонами. [6]
В отличие от музыкальных тонов , которые состоят из суммы ряда гармонически связанных синусоидальных компонентов, чистые тона содержат только одну такую синусоидальную форму волны. Когда они представлены изолированно, и когда их частота относится к определенному диапазону, чистые тона порождают единое восприятие высоты тона, которое может быть охарактеризовано его частотой. В этой ситуации мгновенная фаза чистого тона линейно изменяется со временем. Если чистый тон вызывает постоянное, устойчивое восприятие, то можно сделать вывод, что его фаза не влияет на это восприятие. Однако, когда несколько чистых тонов представлены одновременно, например, в музыкальных тонах, их относительная фаза играет роль в результирующем восприятии. В такой ситуации воспринимаемая высота звука определяется не частотой какого-либо отдельного компонента, а соотношением частот между этими компонентами (см. Недостающую основную частоту ).
Смотрите также
Рекомендации
- ^ ANSI S1.1-1994 Акустическая терминология
- ^ Стэнли Смит Стивенс и Эдвин Б. Ньюман (1936). «Локализация реальных источников звука». Американский журнал психологии . 48 (2): 297–306. DOI : 10.2307 / 1415748 . JSTOR 1415748 .
- ^ Хартманн, WM (1983). «Локализация звука в помещениях». Журнал акустического общества Америки . 74 (5): 1380–1391. Bibcode : 1983ASAJ ... 74.1380H . DOI : 10.1121 / 1.390163 . PMID 6643850 .
- ^ фон Гельмгольц, Герман Л.Ф .; Эллис, Александр Дж. (1875). Об ощущениях тона как физиологической основе теории музыки . Лондон, Великобритания: Longmans, Green, and Co.
- ^ Ом, Георг (1843). "Ueber die Definition des Tones, nebst daran geknupfter Theorie der Sirene und ahnlicher tonbildenden Vorrichtungen". Annalen der Physik und Chemie от Poggendor . 59 : 513–565.
- ^ У. Диксон Уорд (1970). «Музыкальное восприятие». В Джерри В. Тобиас (ред.). Основы современной слуховой теории . 1 . Академическая пресса. п. 438.