Você provavelmente já ouviu falar de virtuosos musicais com "afinação perfeita", mas o que é afinação? E o cantor de ópera que consegue cantar uma nota tão pura que quebra um copo de cristal? Todos esses fenômenos estão relacionados à frequência das ondas sonoras.
Ondas e frequências sonoras

As ondas sonoras são vibrações em um meio, que podem ser percebidas pelo ouvido humano. As oscilações em um meio, como o ar, se propagam da fonte para você transferindo a vibração para os tímpanos, que seu cérebro interpreta como som.

Uma onda é descrita por seu comprimento de onda (a distância entre os picos das ondas). velocidade (a velocidade com que ela se propaga através de um meio) e sua frequência.

A frequência de uma onda sonora é quantas vezes ela vibra por segundo, medida em Hertz, onde 1 Hertz (Hz) \u003d um ciclo por segundo (1 /s). O comprimento de onda de uma onda sonora é a distância entre dois picos consecutivos. É normalmente medido em unidades de metros (m). A velocidade de uma onda sonora, v
, está diretamente relacionada à frequência f
comprimento de onda λ
via v \u003d λf
.

Em um instrumento musical ou em sua caixa de voz, as ondas estacionárias criam sons ou notas musicais específicas que correspondem à frequência da vibração.
Definição de afinação

Na psicoacústica, a afinação de um som é essencialmente uma descrição da frequência do som. Diferentes tons correspondem a diferentes frequências. O tom alto significa alta frequência e o tom baixo significa baixa frequência.

O tom também pode ser descrito como a qualidade de um som que permite rotulá-lo como "mais alto" ou "mais baixo" para o ouvido. Alguém com tom perfeito tem um ouvido tão afinado que consegue identificar uma nota exatamente ao ouvi-la. Indivíduos especialmente talentosos podem até tocar uma peça inteira de música depois de ouvi-la uma vez.
Tocando as notas certas

Como um cantor de ópera quebra um copo com sua voz? Cantando uma nota pura que corresponde à frequência natural de vibração do vidro. Isso faz com que o vidro vibre com amplitude crescente até que se quebre!

Você pode ter ouvido cantores serem criticados e dizerem que soam "agudos". O que isso significa é que eles não estão tocando as notas corretamente e algumas estão caindo horizontalmente (um tom muito baixo) e outras nítidas (um tom muito alto). Em essência, "pitchy" é a versão menos extrema de ser "off key", o que significa realmente não atingir nenhuma das notas.
Outras qualidades do som

Há muitos aspectos do som que se pode descrever. Um dos mais óbvios é o volume. Uma maneira comum de apresentar a sonoridade percebida é usando a escala de decibéis (dB), em que a intensidade do som está em decibéis \u003d 10log ( I /I _{0
). Onde I
é a potência sonora por unidade de área em watts por metro quadrado, e I 0
\u003d 10 ^{-12 W /m 2 é considerado o limiar para a audição humana.}}

A escala de decibéis é útil porque os humanos não percebem o volume linearmente. Ou seja, um som com o dobro da intensidade pode parecer duas vezes mais alto quando começou silencioso e menos que duas vezes mais alto se já tiver começado um pouco alto. A escala de decibéis fornece números mais consistentes com nossas percepções.

Timbre é a qualidade sonora percebida de uma nota na música. Embora você possa tocar a mesma nota em um violão e em um piano, seu ouvido pode dizer a diferença. Quando a corda do violão é tocada, produzindo uma determinada nota ao vibrar em sua frequência fundamental, ela vibra simultaneamente nos valores de overtone, mas com amplitude muito menor (volume menor).

O mesmo acontece quando o piano A tecla é tocada e as diferenças nas propriedades físicas desses instrumentos levam a diferentes combinações e forças relativas de sobretons, permitindo a distinção entre os dois instrumentos.