Onda + Amplitude + Frequência + Harmônicos = Timbre? – Parte 2

2016-03-02 - FB

Olá pessoal. Depois dos conceitos abordados em meu primeiro post retorno hoje ao blog da SANTO ANGELO com mais um post técnico, desta vez aprofundando um pouco mais no conhecimento das frequências. Preparado para esse conteúdo?

Frequência é a quantidade de vezes que a onda vibra por segundo. Por exemplo, para afinar a guitarra em afinação padrão (EBGDAE), temos que ajustar o afinador para 440Hz (Hertz), que é uma medida de Frequência. A 5ª corda da guitarra (nota lá ou A) possui 110Hz, ou seja, 110 ciclos por segundo.

2016-03-02 - 001 2016-03-02 - 002

Quanto maior for a Frequência, mais “fino” (agudo) será o som. Podemos dizer que a voz de uma criança tem um som mais fino que a voz de um adulto e, portanto, a voz infantil tem uma frequência mais alta. Ou seja, quanto mais aguda for a voz, mais vibrações ela terá por segundo.

O ouvido humano, teoricamente, é capaz de captar frequências entre 20Hz até 20.000Hz ou 20Khz (kilo Hertz). Na realidade, sabemos que os nossos ouvidos “envelhecem” com a idade ou maior exposição ao SPL, conforme você deve ter percebido quando escutou o vídeo do meu primeiro post.

Abaixo de 20Hz temos o infra-som e acima de 20Khz temos o ultra-som. Elefantes conseguem ouvir infra-som e cachorros e gatos conseguem ouvir ultra-sons (seria bom se nós, músicos, também tivéssemos essas sensibilidades, não é?). O termo Hertz (Hz) foi dado em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolph Hertz lá nos idos dos anos 1880.

Confira a tabela com a frequência de cada corda solta da guitarra:

2016-03-02 - 003

Harmônicos e Série Harmônica

Quando tocamos ou cantamos uma nota, a Frequência (afinação) da nota aparece no pico da onda (veja o gráfico abaixo). Toque a primeira corda na casa 5 (Lá 440 Hz). Repare que, além da nota principal, temos várias outras notas soando junto: essas notas secundárias são chamadas de Harmônicos. Repare que as frequências formam um espectro, que pode ser visualizado em forma de gráfico utilizando um analisador de espectro.

2016-03-02 - 004

Nota Lá 440 Hz gerada pelo analisador de espectro PocketRTA HD.

Os Harmônicos são partes essenciais do timbre, pois cada timbre (voz, instrumento, efeitos, etc.) possui uma determinada quantidade e intensidade de Harmônicos. Na guitarra é fácil detectar os Harmônicos. Eles se encontram dividindo a distância entre o Nut e a ponte em 2 partes, 3 partes, 4 partes, etc.

Exemplo: o primeiro Harmônico encontra-se na casa 12 (dividindo a corda em 2 partes iguais, gerando um intervalo de 8ª). O segundo Harmônico encontra-se na casa 7 (dividindo a corda em 3 partes iguais, gerando um intervalo de 5ª justa), etc.

Resumindo, quando tocamos uma nota avulsa, além da nota principal, outras notas também estão sendo tocadas em menores proporções. Quem descobriu essas vibrações secundárias da onda foi o matemático grego Pitágoras (faz tempo, viu!!!). Ele usou um instrumento chamado Monocórdio e descobriu que ao tocar uma corda, a sua vibração gerava sub-ondas, com entrelaçamentos em 2 partes iguais, 3 partes, etc.

Essa sequência de aparição dos Harmônicos chama-se Série Harmônica:

2016-03-02 - 005

 

2016-03-02 - 006

Timbre

O timbre é a “impressão digital” de cada instrumento. É o que faz você distinguir um som de um piano e um som de violino. Um exemplo muito comum é quando você atende ao telefone e reconhece a voz da pessoa que está do outro lado da linha. Você está reconhecendo o timbre de voz dessa pessoa.

Confira no tipo de onda gerada por cada fonte sonora distinta:

2016-03-02 - 007

Cada instrumento ou voz possui um timbre próprio, ou seja, a sua quantidade particular de Harmônicos e Frequências, como se cada instrumento fosse uma “montanha” diferente com a mesma altura (pico), mas com vegetação e rochas diferente (Harmônicos e Amplitudes de Frequências diferentes).

Isso acontece com a qualidade de certos instrumentos. Quando dizemos que um instrumento possui mais Ressonância ou mais Sustain, na verdade queremos dizer que aquele instrumento possui mais Harmônicos. Num instrumento de baixa qualidade, a “montanha” é mais estreita, empobrecendo o timbre.

2016-03-02 - 008

Hoje vamos parar por aqui. No próximo post a gente continua, mas espero que compartilhem meus posts e que as informações ali contidas agreguem mais conhecimentos ao seu aprendizado musical.

Um abraço e nos vemos em breve.

Kleber K. Shima é professor de guitarra desde 1991, proprietário do Instituto Musical Kleber K. Shima (IMKS), situado em São Paulo, capital. É bacharel em música pela FAMOSP e pela extinta ULM. Professor do Curso de Set Up e Prática de Bandas da EM&T SP. Colaborador da revista Total Guitar Brasil. Possui dois CD’s instrumentais.