消失的基频
心理学领域的现象
消失的基频/消失的基波(missingfundamental)是心理学领域常被谈论的现象。
简介
机械波的音高即为基波波长,但基波的强度大小却不一定大过谐波强度大小,有时基波的强度大小甚至为零,这种情形即为消失的基波。在日常生活中,一般的乐音均是由基波与分数波(谐波)组合而成,而基波就是影响音高的主要因素之一。然而,当我们将基波的强度以人为得方式调整为零时,会发现被调整过后的好像区别不大。此现象让音高在波谱上的判别更加困难,神秘莫测。
一般而言,基波消失的情形常常发生在长波部分,但当这种情形发生后,为何我们听到的音高好像是基波的波长而不是谐波的波长呢?一般人会有一个迷思,认为是基波成分的强度远大过谐波所致,其实不然。由很多情形我们会发现基波的强度会小于谐波,甚至是基波的强度为零。
那究竟是什么原因让我们好像听的到(实际听不到)消失的基波呢?致今其实有很多不同的说法,部分学者说是源自于耳朵中的非线性扭曲(nonlinear distortion),然而这个说法却遭到质疑,因为有人作实验发现当我们加入一些噪声来让这些扭曲消失,但受测者仍然能好像感受到消失的基波。现在较为可信的说法是人类的大脑会对接收到的波长进行变换, 但由于目前研究结果尚未找到人类听觉神经系统中与时间延迟相关的机制,所以目前仍旧无法建立一个完整的学说。
判断
自相关函数法
此方法为时间的方法
自相关函数法的计算方式如下
其中s(i)为函数而tau为时间延迟量。我们的目的即是要找出能使 acf(tau) 产生极大值的tau值,便可借此计算。 简单来说,自相关函数便是计算一个 s(i), i = 0, 1, 2, …, n-1 和本身的相似度。
波谱观察法
此方法为波长的方法
借由波长分析得到的波谱图来分析,但若基波消失时,我们则无法在波谱图上读到,此种情形则比较棘手,我们则必须使用谐波来推测出基波。
但以上两种方法均适用在简单音乐,若是多声部(多乐器)的音乐则无法实现。
实际应用
电话
一般的市内电话较难传送较长波长的机械波,打电话时是存在波长更长的机械波的,电话是无法还原的,但听起来并不会因为经由电话传输过后变得听不懂。这是由于我们的感知(如听懂内容主要依靠谐波而不是基波)并不会因为基波消失而产生较大的影响。
幻觉
管风琴为一个占空间的乐器,有时候会因为空间与成本的因素,将乐器最低的那个八度(最长的波长)的琴键移除,演奏该音的两个高八度音(较短的波长),此时聆听者好像会“听到”那个消失的音,当然这只能算是幻觉。
音箱
由于音箱在长波部分的波长响应会有一个最长的截止波长,也就是无法输出比此波长还长的波长成分,但这并不妨碍我们听音乐,因为我们可以听到谐波,而谐波虽然波长不同了,但是由于波长是整数分之一的关系,听起来却仍然是和谐的。
英文原文
参考资料
最新修订时间:2022-12-16 14:15
目录
概述
简介
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