Descrevendo cientificamente um som
Freqüências naturais, harmônicos e sobretons
Como percebemos a mistura de sons
A análise dos sons musicais
O ouvido humano médio é capaz de distinguir cerca de 1400 freqüências discretas, variando entre cerca de 20 Hz e 20000 Hz. Sons fora deste intervalo não são percebidos, ou porque não possuem energia suficiente para excitar o tímpano, ou porque a freqüência é tão alta que o tímpano não consegue perceber – é como se ele não tivesse tempo para se preparar para mandar os sinais para o cérebro, já que eles chegam muito mais rápido do que o tempo em que o tímpano é capaz de identificar uma vibração. Entretanto, quando o som situa-se no intervalo mencionado acima, a vibração do tímpano gera uma corrente elétrica, um estímulo, que será enviado ao cérebro. A estes estímulos físicos mensuráveis correlacionamos sensações mentais. Fisicamente, no espectro sonoro podem ser detectadas uma freqüência, uma amplitude e uma composição de diferentes senóides, todas múltiplas da fundamental. A cada um desses parâmetros físicos está associada uma receita que ajuda na interpretação mental dos sons quanto à sua altura, à sua intensidade e ao seu timbre, respectivamente.
Podemos então fazer dois tipos de análise sobre o som. Uma delas é a análise qualitativa, que descreve as propriedades sonoras em termos da nossa percepção., conforme a receita mencionada acima. Esse tipo de análise não pode ser quantificado e, muitas vezes, modifica-se de acordo com as nossas emoções. A outra forma, matemática, descreve as propriedades físicas do som e é perfeita e unicamente mensurável. Vamos começar a nossa análise pela parte qualitativa, associando em seguida a percepção (propriedades qualitativas) às grandezas físicas correspondentes.
Como dissemos, em termos preceptivos, o som pode ser descrito em termos da sua altura, timbre e intensidade. O timbre está associado à qualidade do som. Ele pode ser comparado a uma "receita mental" para distinguir sons complexos (formados por uma superposição de diversos sons relacionados entre si). Sons provenientes de instrumentos diferentes são perfeitamente distintos, mesmo que exatamente a mesma nota musical seja tocada, uma vez que eles possuem diferentes "receitas de composição". O timbre está associado à série harmônica do som, onde cada nota musical é composta de uma nota fundamental e uma combinação de harmônicos superiores com diferentes freqüências (múltiplas da freqüência fundamental), diferentes intensidades e diferentes durações.
A altura está ligada à percepção de mais agudo e mais grave. Quanto mais alto é um som, mais agudo ele é. Esta diferenciação é baseada nas variações da freqüência de vibração destes sons. Aos sons graves relacionam-se as baixas freqüências e aos agudos as altas. É importante deixar claro que a freqüência (o número de ondas completas ou ciclos por segundo) é um conceito objetivo e pode ser CIENTIFICAMENTE MEDIDO. A altura do som depende da percepção sonora de quem está ouvindo o som e é bastante subjetivo. Entretanto, a relação direta entre os dois pode ser claramente percebida.
Quanto à intensidade pode-se dizer que um som é forte ou fraco. Nossa percepção de intensidade é, talvez, a que mais se aproxime da grandeza física, uma vez que estamos simplesmente percebendo a "quantidade de som" que chega até nossos ouvidos. A correlação é estabelecida ao interpretarmos a intensidade como a quantidade de energia sonora que chega aos ouvidos humanos, ou seja, classifica-se como mais fortes os sons provenientes de vibradores que oscilem em maiores amplitudes exercendo assim uma maior pressão sobre o ar.
Pelo que já falamos, você deve estar percebendo que o som é bastante afetado pelas condições do ambiente. Quando percebemos um som, diversos fatores externos à fonte sonora influenciam na qualidade deste: as paredes e as propriedades de seu revestimentos, o volume de ar da sala, a densidade do ar, a umidade, o coeficiente de reverberação do recinto, etc. Portanto, uma fonte sonora não produz o mesmo som em ambientes diferentes, principalmente se esta fonte for um instrumento musical. Nesse caso, ele está sempre sujeito a alterações de timbre e volume quando submetido às alterações climáticas. As ondas sonoras, ao deixarem a fonte, sofrem uma série de alterações qualitativas. A maior interferência porém, se dá a nível da interpretação humana dos sons. Nesta interpretação estão envolvidos a estrutura mecânica do ouvido, a estimulação cerebral e os elementos da memória sonora. Devido à natureza destes fatores a percepção e a qualificação dos sons são inexoravelmente subjetivas. O mesmo som pode soar completamente diferente para dois indivíduos dispostos no mesmo ambiente acústico.
Da mesma forma, a escolha de um bom instrumento musical é algo extremamente delicado, uma vez que a análise de sua qualidade sonora pode ser comprometida em função do local em que ele se encontra, ou das condições climáticas da época, além da percepção sonora da pessoa que toca o instrumento. É interessante ressaltar que a percepção do timbre e do volume, embora subjetiva, está relacionada com a série harmônica e com a quantidade de energia sonora gerada por um instrumento musical. Assim, sutilezas sonoras podem ser detectadas fisicamente, mas não serem percebidas por dois instrumentistas tocando o mesmo instrumento. Entretanto, sempre que ambos notarem algo diferente no instrumento, é certo que a análise física também mostrará algum tipo de diferença.