chharvey
2018-12-01 08:08:42 UTC
Wenn in der Musik zwei oder mehr Tonhöhen gleichzeitig gespielt werden, bilden sie einen Akkord. Wenn jede Tonhöhe eine entsprechende Wellenfrequenz hat (ein reiner oder grundlegender Ton), ergeben die zusammengespielten Tonhöhen eine Überlagerungswellenform, die durch einfache Addition erhalten wird. Diese Welle ist keine reine Sinuswelle mehr.
Wenn Sie beispielsweise eine tiefe und eine hohe Note auf einem Klavier spielen, hat der resultierende Klang eine Welle, die die mathematische Summe der Wellen jeder Note ist. Gleiches gilt für Licht: Wenn Sie eine Wellenlänge von 500 nm (grünes Licht) und eine Wellenlänge von 700 nm (rotes Licht) an derselben Stelle auf einer weißen Oberfläche leuchten, ist die Reflexion eine Überlagerungswellenform, die die Summe aus Grün und Rot ist.
Meine Frage bezieht sich auf unsere Wahrnehmung dieser Kombinationen. Wenn wir einen Akkord auf einem Klavier hören, können wir die Tonhöhen erkennen, aus denen dieser Akkord besteht. Wir können „herausfinden“, dass der Akkord zwei (oder drei usw.) Noten enthält, und einige von uns, die musikalisch veranlagt sind, können sogar jede Note zurücksingen und sogar benennen. Man könnte sagen, dass wir eine Fourier-Tonreihe zerlegen können.
Aber anscheinend können wir das nicht mit Licht machen. Wenn Sie grünes und rotes Licht zusammen leuchten, erscheint die Reflexion gelb, ein „reiner Farbton“ von 600 nm, anstatt einer Überlagerung von Rot und Grün. Wir können die einzelnen Farben, die kombiniert wurden, nicht „auswählen“. Warum ist das so?
WWarum können wir nicht zwei Lichtfarben so sehen, wie wir zwei Tonhöhen hören können? Ist dies ein Merkmal der menschlichen Psychologie? Tierphysiologie? Oder liegt dies an einer grundlegenden Eigenschaft des Elektromagnetismus?
Eng verwandte Fragen [hier] (https://physics.stackexchange.com/questions/270600/why-do-we-perceive-a-mixture-of-blue-and-yellow-paint-as-green/) und [hier] (https://physics.stackexchange.com/questions/122601/why-does-adding-red-light-with-blue-light-give-purple-light).
Eine kurze Antwort wäre: Unsere Augen nehmen so viel mehr Informationen pro Sekunde wahr.Das Hören von Geräuschen ist sporadisch, Sie können es sich leisten, sie gut zu interpretieren, da dies nützlich ist, um zu wissen, was kommt.Das Zerlegen von Pixeln mit jeweils 24 Bildern pro Sekunde würde jedoch so viele Ressourcen erfordern, dass es sich einfach nicht lohnt. Sie werden auch dafür keine wirklich nützlichen Informationen erhalten.
2 Strahlen unterschiedlicher Farblichter überlagern nicht wie der Klang eine einzelne Wellenform.Eine ist eine elektromagnetische Welle, die andere ist nur ein Druck, der sich durch Luft bewegt.
Säugetiere waren in der Zeit der Dinosaurier normalerweise nachtaktiv, deshalb brennen sie leicht und haben Schnurrhaare.Nur Primaten haben RGB-Sehvermögen, Delfine sehen nur grün und die meisten Säugetiere sehen kein Rot.Augen haben 3 Wellenlängenerfassungs-Photorezeptoren, Ohren haben Tausende von kontinuierlichen Wellenlängenerfassungsnerven in einer sich verjüngenden Spiralröhre.Photonen verschmelzen übrigens nicht, Schalldruck schon.
@MadHatter - Es ist bekannt, dass sich EM-Wellen überlagern und konstruktive / destruktive Interferenzen verursachen, wie im [Doppelspaltexperiment] (https://en.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment) gezeigt wurde.
Stimmt, aber sie ändern nicht die Frequenz, um eine neue Energie zu erzeugen.Das heißt,Wir können Rot plus Blau als Gelb sehen, aber nicht, weil sich die Energie der Welle geändert hat, um ihre Frequenz zu haben.
Vergessen wir nicht die Bedürfnisse unserer Sinnesorgane durch die Kräfte der Evolution.Es ist eine Überlebensfähigkeit, eine sehr feine Richtungsauflösung für mindestens einen der Sinne zu haben.Das Sehen wurde das, weil dort eine niedrige Wellenlänge hilft.Im Auge ist kein Platz für Sensoren, um eine vollständige Fourier-Analyse mit der gewünschten hohen Auflösung durchzuführen.Ohr, OTOH hat Probleme beim Auflösen von Richtungsdaten (benötigt Stereo, um sich ein Bild zu machen), aber der verfügbare Platz für Sensoren kann sinnvoll (zumindest für die Kommunikation) ausgestattet werden, um die Frequenzen zu zerlegen.
Das Ohr enthält eine Harfe mit vielen Saiten, die jeweils für eine bestimmte Frequenz empfindlich sind.Das Auge enthält drei Arten von Rezeptoren - rot, grün und blau.Alle anderen Farben als diese werden "beurteilt", indem die relativen Intensitäten der drei Farben beurteilt werden.
Es gibt ein schönes Kapitel in Vol.1 der Feynman-Vorlesungen über [Mechanik des Sehens] (http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_36.html).Er geht auch auf die Wahrnehmung von Schall am Ende des Kapitels über Harmonische in einem Abschnitt mit dem Titel [nichtlineare Antworten] ein (http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_50.html#Ch50-S6).Ich habe gerade einige dieser Abschnitte noch einmal gelesen, um einen netten Leckerbissen zu finden, den ich hier teilen kann, aber wie immer ist seine Erklärung eine ziemlich vollständige Reise.Spring einfach rein.
FGSUZ, diese Antwort ist eindeutig falsch.Das auditorische System ist um mehrere Größenordnungen schneller als das visuelle System.Es gibt physiologische Fakten, auf die hingewiesen werden muss, aber es reicht aus zu sagen, dass die Video-Abtastraten ungefähr 24 bis 60 pro Sekunde betragen, während die Audio-Abtastraten typischerweise 44100 pro Sekunde betragen.
@Matt74 könnte man argumentieren, dass das Auge _massiv_ parallel ist (jeder Stab / Kegel ist ein separater Sensor - und das Auge als Ganzes hat keine _ "Bildrate" _), während das auditorische System ein Paar von einzelnen, individuell schneller istSensoren mit hoher Reichweite.Wenn Sie Daten vergleichen möchten, sehen Sie sich die relativen Größen von Video- und Audiodateien gleicher Länge an.Der Vergleich ist nicht besonders einfach.
Nitpick: Tatsächlich ergibt das grün + rote Licht ein Gelb, das nur ein kleines bisschen weniger gesättigt ist als das reine gelbe Licht.Während wir jeden Farbton mit der RGB-Farbkomposition abgleichen können, können wir nur die vollständige Sättigung der drei von uns verwendeten Grundfarben anpassen (vorausgesetzt, diese Grundfarben werden von Lasern emittiert).Alle anderen Farbtöne werden aufgrund einer Mischung von Frequenzen leicht ausgegraut angezeigt.
@Matt74 Nein, das ist nicht ganz richtig.Wir "probieren" keine schnellen Druckänderungen ... wir nehmen Frequenzen und ihre Beziehungen zueinander wahr.Es stellt sich heraus, dass wir dies auch nur etwa 40-60 Mal pro Sekunde tun können ... genau wie bei visuellen Änderungen.
@chharvey Eine Sache, die zu berücksichtigen ist, ist, dass beim Klang vieles, was wir hören, Harmonische sind, die außerhalb Oktaven sind.Wir haben nicht einmal eine volle Oktave mit sichtbarem Licht.Abgesehen von physiologischen Unterschieden vermute ich (weiß es aber nicht wirklich), dass dies einer der Gründe ist, warum es anders ist.
Brent Weeks 'Nachdenken über die gleiche Frage brachte die wunderbaren Lightbringer-Romane hervor.Sehr empfehlenswert.
Die Aussage "Wenn wir einen Akkord auf einem Klavier hören, können wir die Tonhöhen erkennen, aus denen dieser Akkord besteht."ist unvollständig.Wenn ein Akkord auf einem Klavier angeschlagen wird, beginnt jede Note im Akkord zu einer anderen Zeit, und diese Zeitunterschiede sagen dem Hörer, dass es sich um einen Akkord aus mehreren Noten handelt und nicht um einen einzelnen komplexen Ton.(Dies lässt sich leicht mit einem E-Piano und seiner Lautstärkeregelung demonstrieren.)
@Baldrickk - ja du hast recht - der Vergleich ist nicht einfach.Ich denke jedoch nicht, dass die Dateigröße in diesem Fall eine gute Vergleichsbasis ist.Für elektronische Medien müssen wir die Pixel parallel darstellen.Wenn wir das in Ton machen müssten, müssten die Dateien sicherlich größer sein.Aber das auditive System macht es für uns, also gibt es keine Notwendigkeit.Und es ist auch fair zu sagen, dass das auditorische System auch parallel läuft, da es mehr als 3500 innere Haarzellen gibt, die jeweils pseudounabhängig an entsprechende Spiralganglienzellen signalisieren.
@Brad - Der Hörnerv kann der akustischen Feinstruktur bis zu 4000 bis 5000 Mal pro Sekunde genau folgen (Rose et al. 1968, Hörmechanismen bei Wirbeltieren), was viel mehr als 40-60 Mal pro Sekunde entspricht.Aber vielleicht denken Sie speziell darüber nach, den Wechsel von einer Frequenz zur anderen wahrzunehmen?oder Darstellung im Kortex?Ich bin mir nicht sicher über das Tempolimit.
@Matt74 Ja genau!Ein Beispiel dafür in der Praxis ... komprimiertes Audio wie MP3 arbeitet im Frequenzbereich und hat eine minimale Bildgröße von etwa 2 Millisekunden.Musiker und aufmerksame Zuhörer können einen Unterschied zwischen diesem und unkomprimiertem Audio feststellen, insbesondere beim "Verschmieren" von Transienten mit höheren Frequenzen. Für die meisten Leute ist die Genauigkeit jedoch in Ordnung, solange die Frequenzkomponenten genau wiedergegeben werden.
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da es um die physiologischen Reaktionen auf Reize und nicht um Physik geht.
@KyleKanos, bitte überdenken.Ich wusste das nicht, als ich die Frage stellte, und sie sollte nicht aufgrund der Art der richtigen Antwort bestraft werden.Und da es mehr als 70 Upvotes gibt, hat die Community zugestimmt, dass dies eine gute Frage ist.
@chharvey es ist nicht die "Natur der richtigen Antwort" hier, es ist die Natur der * Frage *.Sie fragen sich, warum Menschen X nicht können, aber das ist keine physikalische Frage, das ist eine biologische, daher ist es nicht zum Thema (und Antworten * stellen * keine Frage zum oder außerhalb des Themas, die Frage allein schonDas).Ich vermute, dass diese Hot Network-Frage getroffen wurde, und deshalb ist für eine solche (IMO) wertlose Frage eine lächerliche Menge an Vertretern angesammelt.