泛音与谐波
泛音和谐波是波动力学中讨论的两个问题。这两个课题在声学、音频工程甚至机械工程等领域都起着至关重要的作用。正确理解这些概念是非常重要的,这样才能在这些领域中出类拔萃。在这篇文章中,我们将讨论泛音和和声是什么,它们的相似之处,泛音和和声的定义,最后讨论泛音和和声的区别。
什么是谐波?
要正确理解谐波的概念,首先必须理解驻波和基频的概念。想象两个相同的波向相反的方向传播;当这两个波相遇时,(叠加),结果称为驻波。沿+x方向传播的波的方程为y=a sin(ωt-kx),沿-x方向传播的相似波的方程为y=a sin(ωt+kx)。根据叠加原理,由这两个叠加得到的波形为y=2A sin(kx)cos(ωt)。这是驻波方程。x是给定x值与原点的距离,2A sin(kx)变为常数。Sin(kx)在-1和+1之间变化。因此,系统的最大振幅为2A。基频是系统的一个特性。在基频,系统的两端不振荡,它们被称为节点。系统的中心以最大振幅振荡,它被称为波腹。谐波是基频的整数倍。基频(f)被称为一次谐波,2f被称为二次谐波,依此类推。谐波的一个非常有用的应用是傅里叶分析。在傅立叶分析中,任何周期函数都可以用简单波(如正弦波)的谐波来建立。
什么是泛音?
泛音是指任何频率的值大于系统的基频。当泛音与基频结合时,它被称为偏频。谐波就是基波的整数倍的偏导数。每一种乐器都会产生这种分音。这些分音是每种乐器都有其独特的声音的原因。如果乐器产生纯粹的和声,那么每一种乐器的声音都会完全相同。在命名泛音时,二次谐波被称为第一次泛音等。
泛音和和声有什么区别?•谐波是基频的精确整数倍,但泛音可以取基频以上的任何值。•基频本身被视为一次谐波,但不被归类为泛音。并非所有泛音都是静止波。只有与谐波频率相匹配的泛音作为驻波。所有的谐波都是驻波。 |