Batido perceptual
| Definición Breve | es un fenómeno psicoacústico que se genera al interferirse entre sí dos ondas sinusoidales con frecuencias ligeramente distintas |
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| Tema | batido |
| Subtema | batido perceptual, superposición de ondas, amplitud, interferencia |
| Audio | <embed>https://www.youtube.com/watch?v=aRw9fCQIn6Q</embed> |
Fenómeno de superposición de ondas: Interferencia
Cuando dos movimientos ondulatorios de naturaleza similar se encuentran en un punto o una región del espacio sus ondas se superponen, el resultado es una nueva onda cuya perturbación es la suma de las perturbaciones de las dos ondas originales. Por ejemplo, este fenómeno se puede observar cuando una emisora de radio seleccionada correctamente se oye mal por culpa de la interferencia con otra emisora. Se denomina interferencia al resultado de la superposición de dos o más ondas armónicas.
Éste es un fenómeno particular de las ondas; cuando dos partículas se encuentran generalmente colisionan y se desvían mutuamente, sin embargo las ondas pueden cruzarse, interferir una con otra, y luego continuar propagándose como si nada hubiera ocurrido. Uno de los casos más sencillos para estudiar y observar directamente el fenómeno de interferencia puede ser aquél en que hacemos interferir ondas sobre una cuerda suficientemente tensa. También se puede observar directamente arrojando dos piedras al agua en un estanque tranquilo: las ondas que se producen pueden superponerse y forman lo que se denomina un patrón de interferencia. En este patrón de interferencia se pueden observar varios efectos a la vez: en algunos puntos las amplitudes de las ondas aumentan y en otros puntos se reducen o directamente se neutralizan. El fenómeno de interferencia en algunos casos debe ser necesariamente controlado, por ejemplo, cuando se prepara una sala para un concierto se debe tener en cuenta la interferencia entre ondas de sonido para que en todas las zonas de la sala los sonidos emitidos desde el escenario puedan oírse correctamente.
Si se produce superposición de ondas sinusoidales de igual frecuencia aunque de distinta amplitud y fase se obtiene otra onda sinusoidal de frecuencia idéntica, pero de amplitud y fase determinada por la amplitud y fase de sus componentes. En la Figura 15 se presentan un ejemplo de la superposición de dos ondas (1 y 2, respectivamente) de igual frecuencia, F1 = F2, y desfasadas en π/2. Claramente se puede observar que la amplitud de la onda resultante es la suma algebraica de las amplitudes A1 y A2 de las ondas superpuestas.
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Se denomina interferencia constructiva cuando la amplitud de la onda resultante es mayor que la amplitud de las ondas que interfieren y se denomina interferencia destructiva cuando la amplitud de la resultante disminuye y se anula. En la Figura 16 se presentan ejemplos de este tipo de interferencias acerca de la cual es importante destacar que para que una interferencia sea totalmente destructiva las frecuencias, fases y amplitudes de las ondas intervinientes deben ser necesariamente idénticas.
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Sin embargo, generalmente en la naturaleza se encuentran mayoritariamente casos de interferencia en que se observan ambos casos a la vez. En especial, existe el caso particular de interferencia conocido como batido que se produce cuando dos trenes de ondas de igual amplitud pero frecuencias ligeramente diferentes coinciden en el espacio.
Esto da lugar a una vibración cuya amplitud varía con el tiempo. Para el caso de las ondas sonoras, estas variaciones de amplitud se percibirán como variaciones de intensidad sonora periódicas, que se denominan pulsaciones. Este efecto se ha utilizado durante mucho tiempo, por ejemplo, para la afinación de instrumentos musicales: se pone a vibrar un objeto (diapasón) a la misma frecuencia que la nota musical que se desea encontrar y si el instrumento está “desafinado” se escucharán pulsaciones mientras que, cuando se logra la afinación deseada se puede escuchar un sonido de intensidad sonora algo mayor.
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Batidos Perceptuales
- Batimiento lento
El mínimo de desafinación que un oído humano entrenado puede discriminar es un savart (0,00231 de semitono), que equivale a 4 cents (el cual es una centésima "logarítmica" de semitono, que equivale a 0,00057779).
Si con un instrumento se genera una nota la4 (la quinta tecla blanca a la derecha del do central de un piano), que equivale a 440 Hz (hercios) y con otro instrumento de afinación no fija se genera simultáneamente una nota la muy ligeramente desafinada, por ejemplo de 438 Hz, escucharemos una resultante parecida a una nota la, con una frecuencia igual al promedio entre ambas (en este ejemplo 439 Hz), con una variación periódica en su amplitud (trémolo) de fbat = (440 Hz - 438 Hz) = 2 Hz. El batimiento generado realiza un "wauhwauh" (lo que viene a ser un fenómeno parecido al pedal con el que se genera este efecto), el cual tiene una frecuencia de 2 Hz, 2 wauh cada segundo.
En cada período la amplitud de la onda sonora resultante se anula dos veces (debido a las cancelaciones de fase producidas por la interferencia mutua entre las dos ondas acústicas). Por lo tanto, en el ejemplo anterior el sonido aparece y desaparece al doble de la frecuencia de batimiento, es decir, 2 Hz (o sea dos veces por segundo).
- Batimiento rápido
Cuando el batimiento es muy rápido y entra en el registro audible de frecuencias por los humanos (aproximadamente 20 Hz), pero no llega a ser mayor al ancho de la bandas críticas correspondiente (momento en el cual se empiezan a oír los dos sonidos por separado), el cerebro humano lo comienza a percibir como una frecuencia muy grave, cuya frecuencia es correspondiente a la diferencia de las dos ondas que interactúan.
Es interesante notar que esa tercera frecuencia (el batimiento propiamente dicho) no es real, ya que no puede ser percibida mediante un osciloscopio, sino que es un falso sonido generado por el propio cerebro. Por eso se dice que el batimiento no es un fenómeno acústico sino psicoacústico.
Obra
https://www.youtube.com/watch?v=aRw9fCQIn6Q
En esta obra se puede escuchar fácilmente el batido perceptual.