O batimento é o resultado da interferência de ondas ou sinais de freqüências próximas. A superposição dos sinais com freqüências próximas resulta num sinal com freqüência w igual à média das duas freqüências, modulado em amplitude por uma freqüência igual à metade da diferença Dw entre elas.
S(t) = 2Acos(Dwt/2)sen(wt)
No programa em Visual Basic "interferência" você pode visualizar o batimento. O programa faz o gráfico de duas funções harmônicas, cujos parâmetros podem ser definidos nas caixas de texto correspondentes, onde A1 e A2 são as amplitudes, k1/2p e k2/2p representam o inverso dos comprimentos de onda (se a variável é o tempo, corresponde ao inverso do período, ou freqüência), e f1 e f2 são as fases respectivas. Nas caixas de texto devem ser inseridos os valores de k e f divididos por 2p (ou seja, os ângulos devem ser dados como uma fração do círculo). O retângulo representado no aplicativo tem o centro em (0,0) e comprimento e altura iguais a duas unidades, e marca a altura e o comprimento unitários nos eixos.
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Abra o programa "interferência" e execute os seguintes procedimentos: a) Desenhe os sinais 1 e 2 com A1 = A2 = 1, k1/2p = 5 e k2/2p = 6, e f1/2p = f2/2p = 0. Interpretando a variável horizontal como tempo, temos a superposição de dois sinais com freqüências iguais a 5 e a 6 Hz. Meça em que posições do gráfico os dois sinais coincidem no valor máximo e em que posições os dois sinais se opõem no máximo. (Figura 1). Figura 1. Funções harmônicas 1 (em verde) e 2 (em azul). A soma não é mostrada. Note os pontos nos quais 1 e 2 tem mesmo valor máximo e os pontos onde têm valores iguais e opostos. b) Desenhe a soma dos dois sinais (1 + 2). Apague a figura e desenhe novamente a soma dos dois sinais. Meça em que posições do gráfico a amplitude do sinal é máxima, e onde ela é nula. Determine a partir do gráfico a freqüência da onda portadora e da modulação.(Figura 2). Figura 2. Soma das funções harmônicas 1 e 2 da Figura 1. Só a soma é mostrada. Note os pontos nos quais 1+2 tem valores máximo e mínimo e os pontos onde se anula. c) Compare os resultados de a) e b). Compare também os resultados b) com o resultado esperado, fazendo o seguinte: apague as figuras e desenhe novamente a soma dos dois sinais, mas só isso. Mude o valor da freqüência 1 para a metade da diferença entre as freqüências, igual a 0,5 neste caso, e a amplitude para o valor 2,0. Desenhe a função 1 e veja o sinal "modulador". Mude o valor da freqüência 2 para a média das freqüências, igual a 5,5, e desenhe a função 2, que representa a onda ou sinal "portador" comparando-o com o gráfico da soma dos sinais (1 + 2) (Figura 3). Figura 3. Mostra como a superposição das funções 1 e 2 da Figura 1 pode ser representada também pelo produto de uma função com freqüência igual a média das freqüências 1 e 2 (em verde, a "portadora") multiplicada por uma função harmônica de freqüência igual à semi-diferença entre as freqüências 1 e 2 (em azul, a "moduladora"). Em vermelho, a soma das funções 1 e 2 da Figura 1 (e não as das funções 1 e 2 desenhadas nesta figura). d) Modifique a amplitude de um dos sinais e verifique como o gráfico da superposição se altera.
Você pode ouvir o efeito do batimento na série de áudios abaixo: um som de freqüência 442 Hz apenas no canal direito das caixas de som do computador, um som de freqüência 440 Hz apenas no canal esquerdo, e a combinação dos dois sons. A audição simultânea dos dois sons revela o batimento.



Ouça o que é batimento:
Atividade: crie, veja e ouça sinais sonoros demonstrando o batimento no editor de som "CoolEdit".