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うなりの周波数と加法定理 FAQ

2018-05-17 09:33:38 | 科学
トップが高校数学で登場する三角関数の加法定理.

物理では周波数 f1,f2 が接近した2音を同時に聞くと,周波数 |f1-f2| (差周波数)のうなりが聞こえる,という.
数学では,加法定理右辺の第1因子は,振動数 |f1-f2|/2 の振動を表している.うなりの周波数は差周波数の半分じゃないの...がFAQ.

ちなみに右辺の第2因子は f1,f2 の平均周波数による振動である.加法定理は,平均周波数の振動が, |f1-f2|/2 の正弦波で振幅変調されることを示す,という見方もできる.

昔はおいそれとは行かなかった.今はスマホやパソコンを使えば簡単に実験できて,周波数 |f1-f2| (差周波数)のうなりが聞こえる.

図で f1 が 10Hz, f2 が 11Hz,横軸のフルスケールは 2 秒とみなす.図で上から3段目の波形の,腹と腹の間隔,あるいはウェストとウェストの間隔をはかると,やはり周波数は |f1-f2|=1Hz で,うなりの周波数は差そのものである.

加算した結果では,波形が上下対称になるから...というのは,説明になっているのだろうか.

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2 コメント(10/1 コメント投稿終了予定)

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差周波数の半分 (イナピョン)
2020-06-30 10:13:32
私もこの謎がわからず悩んでいました!このサイトを見て理由に気付きました。振幅変化は確かに周波数(f1-f2)/2で起こっていますが、一波の中で、二回振幅が強くなるんです。うなりとして聞いているのは、振幅が強くなる回数なので、振幅変化の周波数の倍になるということで、うなりの回数は確かにf1-f2になる。説明悪いですかね...ありがとうございました。
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Unknown (ablerail1007)
2020-06-30 11:01:31
私の説明も下手でしたね。でもお役に立てて光栄です!
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