Si dos ondas de sonido de diferentes frecuencias crean latidos que ocurren varios cientos de veces por segundo, ¿puedes escuchar este efecto como su propio tono?

No, no se puede escuchar la frecuencia de pulsación real. Por ejemplo, si ambas ondas son ultrasónicas y la diferencia de frecuencia es de 440 Hz, no escuchará la A (a menos que entren en juego algunas no linealidades severas; edite: tales efectos no lineales son al menos 60 dB más bajos en el nivel de presión de sonido) .

Cuando dos ondas ultrasónicas tienen una frecuencia similar, la amplitud sube y baja con la frecuencia del pulso. Un micrófono puede mostrar esto en un osciloscopio. Pero el oído humano no escucha la frecuencia ultrasónica. Es solo silencio que varía en amplitud :)

(Conozco un libro de texto de física donde esto está mal).

Editar: en algunos casos, la mente puede percibir el tono de un "fundamental faltante". Por ejemplo, cuando se reproducen ondas sinusoidales de 880 y 1320 Hz, la mente puede percibir un tono de tono A. Este es un fenómeno psicoacústico, explotado por ejemplo en la ilusión auditiva de una escalera de Escher.

Sí, American Technology Corporation , Woody Norris inventó una matriz en fase que consiste en transductores ultrasónicos; pares que transmiten dos frecuencias ultrasónicas que son ligeramente diferentes por una frecuencia de sonido modulada.

La demodulación de las señales audibles de los portadores ultrasónicos se logra ya sea por las propiedades no lineales del aire o por las dos señales que golpean una superficie como una pared o el interior de su cabeza. En cualquier caso, el sonido parece surgir prácticamente de la nada.

A estos dispositivos se les ha llamado altavoces de sonido hipersónico o focos de audio. De vez en cuando puedes encontrarlos a la venta en EBay

Como siempre para cualquier cosa relacionada con la biología, la respuesta es en realidad más complicada.

Es cierto que no hay ninguna "nota" en la frecuencia de pulsación, en términos de series de Fourier. Pero a pesar de lo que comúnmente se dice en los libros de texto, el oído no solo hace una transformada de Fourier.

De hecho, el oído humano percibe diferencias en las frecuencias y, de manera más general, ciertas combinaciones lineales de frecuencias, como tonos reales. Se llaman tonos de combinación, y hay una demostración aquí . Como puedes escuchar en el segundo clip, cuando dos frecuencias$f_1 < f_2$se tocan, uno escucha tonos en frecuencias$f_2 - f_1$(el tono de diferencia) y en$2f_1 - f_2$(el tono de diferencia cúbico), así como algunos otros. Este no es un efecto pequeño; estos tonos están varias octavas por debajo de los tonos originales.

Esto sería imposible si el oído fuera un sistema lineal simple, porque no hay componente de Fourier en la frecuencia$f_2 - f_1$o$2f_1 - f_2$. Pero el oído es no lineal, y su salida es procesada posteriormente por el cerebro, de nuevo de forma no lineal. Y es bien sabido que lo más simple que puede hacer la no linealidad es generar combinaciones lineales de los tonos de entrada; esa es una de las piedras angulares de la óptica no lineal .

Si bien la teoría no se comprende por completo, casi todo el mundo puede escuchar la diferencia de tonos que hay. Sin embargo, en el caso de un ultrasonido extremo, es muy poco probable que escuche algo porque una onda de ultrasonido apenas puede mover nada en su oído. Si sus oídos no son lo suficientemente sensibles para detectarlos en primer lugar, es poco probable que puedan generar combinaciones no lineales de ellos sin importar qué tan no lineal procesen el sonido.

Escuchar 'latidos' a una frecuencia n, como en el ejemplo anterior, no es lo mismo que escuchar una nota a esa frecuencia. En el ejemplo que das, no hay una nota real presente en la frecuencia más baja, es decir, el aire no se excita en esa frecuencia. Todo lo que está escuchando es un efecto de interferencia en la frecuencia n. Por ejemplo, si tuviera que convertir esa forma de onda de ejemplo al dominio de la frecuencia (es decir, análisis espectral), vería dos picos de frecuencia más altos muy juntos, pero no habría ningún pico presente en la frecuencia más baja n.

Su oído escucharía e interpretaría el efecto de interferencia como el volumen de la nota aumentando y disminuyendo en la frecuencia n. Este efecto se puede usar, por ejemplo, al afinar una cuerda de guitarra: toque dos notas que se supone que son iguales en dos cuerdas diferentes simultáneamente y escuchará golpes si están ligeramente desafinados.

Si tuviera que superponer una nota de frecuencia más baja encima de una nota de frecuencia más alta (es decir, dos notas tocadas simultáneamente), la forma de onda se vería bastante diferente (más como una onda de alta frecuencia 'montando' una onda de frecuencia más baja, como se muestra en la imagen de abajo). En ese caso, su oído escucharía las dos notas diferentes simultáneamente.

El oído humano detecta los sonidos al tener pelos con distintas frecuencias fundamentales; si una frecuencia entrante está lo suficientemente cerca del armónico del cabello, el cabello detecta el sonido. En esencia, el oído realiza una transformada de Fourier analógica. Si bien el gráfico del latido parece una onda sinusoidal, su producto escalar con una onda sinusoidal verdadera es cero, por lo que no es detectable.