V akustice je základní frekvencí frekvence první harmonické komplexního zvuku . V hudbě je základní zvuk odpovídající této frekvenci určuje nominální hřiště na hudební zvuk .
Zvuk je chvění vzduchu. Tuto vibraci lze často přirovnat k periodickému jevu ; to je zejména případ samohláskových zvuků vydávaných lidským hlasem a všech nástrojů schopných produkovat hudební notu .
Periodický jev je charakterizován jeho obdobím , což je doba trvání, která se reprodukuje identicky, když se člověk posune v čase o stejnou dobu trvání.
Takzvaná základní frekvence je inverzní k periodě periodického zvuku.
Pouze periodické zvuky mají základní frekvenci.
Tyto spektrální analýza ukazuje, že všechny periodické jevy mohou být rozloženy do série kmitů sinusových vícenásobné frekvencí základní frekvence, které může určit amplitudy a fáze podle matematického formalismu:
nebo:
V oblasti akustiky se lze omezit na harmonické frekvence, které jsou ve slyšitelném spektru , to znamená až do maximálních 20 kHz .
Čisté zvuky Zvuky, které mají pouze jednu frekvenci, se nazývají čisté tóny . Složité zvuky Všechny zvuky, které nejsou čistými tóny, se nazývají komplexní zvuky . Periodické komplexní zvuky Periodické komplexní zvuky mají základní frekvenci. Hudební zvuk Hudební zvuky jsou kategorií periodických komplexních zvuků, obtížně definovatelných, jejichž základní frekvence určuje notu v logaritmickém hudebním měřítku , nejčastěji cyklickém přes oktávu .V hudební akustice se obecně předpokládá, že tato základní frekvence je ve slyšitelném rozsahu , tj. Nad 16 hertzů . Když je základní frekvence pod touto frekvencí, vnímáme variaci zvuku, kterou může být tremolo , vibrato nebo jakákoli kombinace těchto dvou. Od 50 Hz dokážeme velmi přesně rozlišit výšku tónu zvuků. Nad přibližně 4 200 Hz , to znamená na akutní hranici klavíru , se diskriminace výšky tónu zhroutí.
Hudební zvuk je postaven na základě základní frekvence: její částečné , vyplývající ze spektrální analýzy, jsou harmonické , to znamená, že jejich frekvence jsou celočíselnými násobky zvukovým frekvence.
Pokud harmonické nejsou celočíselnými násobky fundamentu, zvuk se říká „neharmonický“.
Základní frekvence určuje výšku zvuku. Pro nízkofrekvenční zvuk, tón vážný , sluchové vnímání bere v úvahu rozložení harmonických v celém harmonickém spektru, aby se určila výška.
Když je základní frekvence odstraněna, zvuk pokračuje v evokování hudební noty posluchači, ačkoli základní frekvence odpovídající této notě nepřináší žádnou energii.
Toto vnímání, které předvedl Thomas Johann Seebeck v roce 1841, vedlo ke vzniku hypotéz, které byly v rozporu s pozdějšími experimenty, ze strany Helmholtze . Žádný model se zatím nezdá zcela uspokojivý. Někteří věří, že mozek analyzuje intervaly mezi částečkami. Ostatní navrhují model, kde přenos nervů zahrnuje časovou analýzu, různým zpožděním několika nervových vláken, a umožňuje tak větší rozlišování frekvencí, kde by však hypoteticky frekvence v harmonickém poměru vytvářely stejný obraz. Vnímání nepřítomné základních vede k rozkladu vnímání výšek do vnímání spektrálního výšky , která platí pro všechny zvuky, pravidelné či nikoliv, a umístí je přibližně na stupnici od nejnižšího k nejvyššímu, a to ze hřiště. Základní , hodně přesnější, protože může dosáhnout prahové hodnoty diskriminace od jedné do dvou na tisíc na frekvenci, která se uplatňuje pouze u komplexních periodických zvuků (harmonické).
Ne všichni posluchači však dokážou detekovat chybějící fundamentální a některé složité periodické zvuky je obzvláště obtížné identifikovat, například zvuk složený pouze z harmonických řádu 3 n svázaný, řada intervalů oktávy plus pětina, která těžko můžeme říci, že odpovídá notě.
Faktory varhany využívající proces, který využívá chybějícího základu k vytvoření basů se dvěma dlouhými trubkami pod úrovní, která by byla nutná pro přímé získání požadovaného zvuku. Interference mezi dvěma rourami vytváří rytmus na základní frekvenci, která spouští vnímání noty .
Případ kontrabasonu ukazuje na obtíže tohoto výzkumu. První nota tohoto nástroje má kořen si ♭. Základní frekvence odpovídající této poznámce je 29 Hz . Neinformovaný posluchač, který poslouchá první noty vzestupné stupnice hrané tímto nástrojem, obvykle uslyší melodii nesouvisející se zvukem stupnice. Je to proto, že základní noty jsou v oblasti, kde je špatná frekvenční diskriminace ucha, a nástroj produkuje harmonické partials pro každou notu, z nichž některé, zvláště intenzivní, se nazývají formanty a pohybují se po jedné notě do druhé.