Ritmo (acústico)

En acústica , un pulso es un patrón de interferencia entre dos sonidos de frecuencias ligeramente diferentes , que se percibe como una variación periódica del volumen , cuya frecuencia es la diferencia entre las dos frecuencias.

Con instrumentos de afinación que pueden producir tonos sostenidos, los ritmos se pueden reconocer fácilmente. Afinar dos tonos al unísono producirá un efecto peculiar: cuando los dos tonos están cerca en tono pero no son idénticos, la diferencia en frecuencia genera el ritmo. El volumen varía como en un trémolo mientras los sonidos interfieren alternativamente de forma constructiva y destructiva. A medida que los dos tonos se acercan gradualmente al unísono, el ritmo se ralentiza y puede llegar a ser tan lento que resulte imperceptible. A medida que los dos tonos se alejan, su frecuencia de ritmo comienza a acercarse al rango de percepción del tono humano, ^{[ 1 ]} el ritmo comienza a sonar como una nota y se produce un tono combinado .

Este fenómeno es más conocido en acústica o música, aunque puede encontrarse en cualquier sistema lineal:

"Según la ley de superposición , dos tonos que suenan simultáneamente se superponen de una manera muy sencilla: se suman sus amplitudes". ^{[ 2 ]}

Si se traza una gráfica para mostrar la función correspondiente al sonido total de dos cuerdas , se puede observar que los máximos y mínimos ya no son constantes (como cuando se toca una nota pura), sino que cambian con el tiempo: cuando las dos ondas están desfasadas casi 180 grados , los máximos de una onda cancelan los mínimos de la otra, mientras que cuando están casi en fase, sus máximos se suman, aumentando el volumen percibido.

Se puede demostrar (con la ayuda de una identidad trigonométrica de suma a producto ) que la suma de dos ondas sinusoidales de amplitud unitaria se puede expresar como una onda portadora de frecuencia ⁠ f ₁ + f ₂ / 2 ⁠ cuya amplitud está modulada por una onda envolvente de frecuencia ⁠ f ₁ - f ₂ / 2 ⁠ : ^{[ 3 ]}

${\displaystyle \cos(2\pi f_{1}t)+\cos(2\pi f_{2}t)}={2\;\underbrace {\cos \left(2\pi {\frac {f_{1}+f_{2}}{2}}t\right)} _{\text{portador}}\;\underbrace {\cos \left(2\pi {\frac {f_{1}-f_{2}}{2}}t\right)} _{\text{envolvente}}}$

Dado que cada segundo estallido en el patrón de modulación está invertido, cada pico es reemplazado por un valle y viceversa. Se percibe que la envolvente tiene el doble de la frecuencia del coseno modulador, lo que significa que la frecuencia de batido audible (si está en el rango audible) es: ^{[ 4 ]}

${\displaystyle f_{\text{beat}}=f_{1}-f_{2}\,.}$

Los ritmos monoaurales se producen cuando solo hay un tono que pulsa intermitentemente siguiendo un patrón específico. Con un solo tono (a diferencia de los dos tonos de los ritmos binaurales), al cerebro le resulta mucho más fácil adaptarse y no es necesario equilibrar tonos separados.

Los ritmos monoaurales se combinan en un solo sonido antes de llegar al oído humano, a diferencia de los ritmos binaurales, que se formulan en parte por el propio cerebro.

Esto significa que los ritmos monoaurales se pueden usar eficazmente tanto con auriculares como con altavoces. También significa que quienes no tienen dos oídos pueden escucharlos y beneficiarse de ellos." - Ebonie Allard ^{[ 5 ]}

Un ritmo binaural es una ilusión auditiva que puede producirse cuando se presentan a un oyente dos ondas sinusoidales de frecuencias diferentes de forma dicótica (una en cada oído).

Por ejemplo, si se presenta un tono  puro de 530 Hz en el oído derecho de un sujeto, mientras que se presenta un tono puro de 520 Hz en su oído izquierdo, el oyente oirá pulsaciones a una frecuencia de 10 Hz, como si los dos tonos se presentaran monoauralmente, pero las pulsaciones también tendrán un elemento de movimiento lateral.  

La percepción de los latidos binaurales se origina en el colículo inferior del mesencéfalo y el complejo olivar superior del tronco encefálico , donde las señales auditivas de cada oído se integran y precipitan impulsos eléctricos a lo largo de las vías neuronales a través de la formación reticular hasta el mesencéfalo , el tálamo , la corteza auditiva y otras regiones corticales. ^{[ 6 ]}

Según una revisión sistemática de 2023, se han investigado algunos de los supuestos efectos positivos en el procesamiento cognitivo. Se estudiaron estados afectivos como la ansiedad, el estado de ánimo, la percepción del dolor, la meditación, la relajación, la divagación mental y la creatividad, pero se determinó que las técnicas no eran comparables y los resultados no fueron concluyentes. De los catorce estudios revisados, cinco informaron resultados acordes con la hipótesis de sincronización de ondas cerebrales , ocho estudios informaron resultados contradictorios y uno presentó resultados mixtos. Los autores recomiendan estandarizar los enfoques de los estudios futuros para que los resultados puedan compararse de manera más efectiva. ^{[ 7 ]}

Los músicos suelen usar pulsos de interferencia de forma objetiva para comprobar la afinación en el unísono , la quinta justa u otros intervalos armónicos simples. ^{[ 8 ]} Los afinadores de pianos y órganos utilizan un método que consiste en contar pulsos, apuntando a un número determinado para un intervalo específico.

Muchos órganos de tubos contienen registros de "céleste" que producen intencionadamente un efecto de pulsación al tener dos conjuntos de tubos ligeramente desafinados entre sí, lo que produce un efecto ondulante.

El compositor Alvin Lucier ha escrito muchas piezas que tienen como foco principal los ritmos de interferencia. El compositor italiano Giacinto Scelsi , cuyo estilo se basa en oscilaciones microtonales de unísonos, exploró extensamente los efectos texturales de los ritmos de interferencia, particularmente en sus obras tardías como los solos de violín Xnoybis (1964) y L'âme ailée / L'âme ouverte (1973), que los presentan prominentemente (Scelsi trató y anotó cada cuerda del instrumento como una parte separada para hacer que sus solos de violín fueran efectivamente cuartetos de una sola cuerda, donde diferentes cuerdas del violín pueden estar tocando simultáneamente la misma nota con cambios microtonales, de modo que se generan los patrones de interferencia). La música del compositor Phill Niblock se basa enteramente en ritmos causados ​​por diferencias microtonales. ^{[ 9 ]} El ingeniero informático Toso Pankovski inventó un método basado en la interferencia auditiva para seleccionar participantes en estudios auditivos en línea para auriculares y contexto dicótico (si los canales estéreo están mezclados o completamente separados). ^{[ 10 ]}

Los aficionados a la radioafición utilizan los términos "zero-beating" o "zero-beat" para sintonizar con precisión una frecuencia de onda portadora deseada reduciendo manualmente el número de pulsaciones de interferencia, ^{[ 11 ]} fundamentalmente el mismo proceso de sintonización utilizado por los músicos.

• Respuesta sensorial meridiana autónoma (ASMR)
• Consonancia y disonancia
• Afinación de gamelán
• Heterodino
• El patrón de moiré es una forma de interferencia espacial que genera nuevas frecuencias.
• Música y sueño
• Voix céleste

• Thaut, Michael H. (2005). Ritmo, música y cerebro: fundamentos científicos y aplicaciones clínicas (1.ª edición en rústica  ). Nueva York: Routledge. ISBN 978-0-415-97370-0.
• Berger, Jonathan; Turow, Gabe, eds. (2011). Música, ciencia y el cerebro rítmico: implicaciones culturales y clínicas . Routledge. ISBN 978-0-415-89059-5.

• Materiales de aprendizaje relacionados con el ritmo (acústica) en Wikiversidad
• Applet de Javascript , MIT
• Animaciones acústicas y de vibración , D.A. Russell, Universidad Estatal de Pensilvania
• Un applet de Java que muestra la formación de pulsaciones debido a la interferencia de dos ondas de frecuencias ligeramente diferentes.
• Curvas de Lissajous: Simulación interactiva de representaciones gráficas de intervalos musicales, pulsos, interferencias y cuerdas vibrantes.
• Las Lecciones de Física de Feynman Vol. I Cap. 48: Pulsos