2013年9月12日 星期四

聲音的干涉 Interference of Sound ( 搬家文 move from yahoo blog , Day 8 )

(本篇圖文資料取材自 Hyperphysics Interference of Sound 等文)

維基百科:物理學中,干涉是兩列或兩列以上的在空間中重疊時,發生疊加從而形成新波形的現象

存在同一個介質中的兩個行進波,會彼此互相干涉介入。如果它們的振幅相加,這種干涉稱之為建設性干涉 constructive interference);如果不同相,振幅相減的話,稱為破壞性干涉 destructive interference)。破壞性和建設性干涉的圖形,將導致表演廳堂聲學的「死寂點」(dead spots)和「鮮活點」(live spots)。

 

入射波和反射波的干涉(Interference),是產生共振駐波的必要條件。干涉因為兩頻率之間互相介入(Interfere),產生的「beats」,在聲音領域裡有深遠的影響。

 


Beats
當兩個不同頻率的聲波接近你的耳朵時,交互產生的建設性與破壞性干涉,會讓聽到的聲音也跟著忽大忽小這種現象稱為「beating或者「產生beats」。這個 beat 的頻率beat frequency」等於兩個波頻率差的絕對值

 

Beats」發生在空間中某一定點,兩頻率的干涉作用。如果點描繪出綜合振幅對時間的關係圖,就可以 show 出兩個正弦波週期性的增加和遞減情形。

 

下面是倫敦警笛產生的 beat 圖形,警笛是用兩根小管子發出獨特尖銳的三調聲響。

 



編按:Wikipedia 有「beats」聲響的範例,點進右方連結之後,頁面下方有這兩個圖案,按下 play 鍵即可試聽。點這裡

 

音叉的干涉  Interference with a Tuning Fork
如果敲擊一下音叉,然後在耳邊旋轉,你會發現聲音隨著旋轉角度的變化,聲音大小交替出現,那正好是建設性和破壞性干涉之所在。音叉的每一支叉子,產生一個以音速向外的壓力波。波的一部分壓力比大氣壓力高,另一部份比較低。在某些角度,兩波的高範圍一致,你會聽到比較大的聲音;其他角度則其一的高範圍與另一個的低範圍重疊。

 

參考:维基百科「干涉 (物理學)

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