O som constitui ondas mecânicas que se propaga através de um meio elástico, que pode ser fluido ou sólido. Particularmente, conhecemos como som as ondas sonoras que são audíveis ao ser humano, ou seja, cuja frequência está na faixa de 20 a 20.000 Hz e que se propagam pelo ar.
Da agitação da rua à sua música favorita, eles são constituídos pelo mesmo fenômeno físico. No entanto, a percepção sonora varia dependendo de vários fatores que vão desde propriedades físicas e anatômicas até questões subjetivas.
O som é uma onda mecânica longitudinal, ou seja, necessita de um meio físico para se propagar e suas oscilações são paralelas à direção de propagação. A velocidade com que o som se propaga num meio depende das propriedades elásticas desse meio. Em termos gerais, podemos dizer que a velocidade com que o som viaja através de um meio é:
Onde, B é o Módulo de Compressibilidade do meio em questão e ρ é a densidade do meio. O módulo de compressibilidade inclui as propriedades elásticas do meio e mede o quanto ele comprime com uma determinada mudança de pressão.
A velocidade do som muda não apenas de um meio para outro, mas também depende das propriedades termodinâmicas e da composição química do meio. Por exemplo, a velocidade do som no ar a 0°C é 331 m/s, mas se aumentarmos a temperatura para 20°C a velocidade de propagação do som no ar aumenta para 343 m/s. Por outro lado, a velocidade do som na água é 1402 m/s a 0°C e 1482 m/s a 20°C.
Como qualquer outra onda, o som também se caracteriza pela sua frequência e amplitude. A frequência de uma onda é o número de oscilações que são completadas em um determinado intervalo de tempo. No caso do som, as frequências baixas são interpretadas como sons graves, enquanto quando vamos para frequências mais altas os sons são percebidos como mais agudos. A amplitude de uma onda está relacionada com a quantidade de energia que a onda carrega e no som isso indica o volume com que ela é percebida.
A amplitude de deslocamento do ouvido humano vai de 10 -5 ma 10 -11 m, o que nos dá uma margem de 10 6 . Além disso, a intensidade do som varia em função do quadrado da amplitude das ondas sonoras, voltando ao caso anterior, isso indica que existe uma faixa aproximada de 10 12 intensidades que podem ser detectadas pelo ouvido humano.
Como podemos ouvir uma gama muito ampla de intensidades, é útil ter uma escala logarítmica que nos permita medir o volume dos sons. Esta escala é chamada de Escala de Decibéis e é dada por:
Onde β é o nível sonoro, I é a intensidade da onda sonora, I 0 é uma referência de intensidade padrão com valor de 10 -12 W/m2 e que representa o limite inferior da faixa audível ao ser humano. A unidade de medida de volume é o decibel (dB), nome escolhido em reconhecimento ao trabalho do cientista Alexander Graham Bell.
Você provavelmente já se perguntou por que, embora alguns sons pareçam irritantes, com a música isso não parece ser o caso, mesmo quando se trata de uma orquestra onde participam dezenas de instrumentos. A resposta a esta pergunta está na natureza dos sons musicais.
O som musical é produzido com ondas sonoras estacionárias que ressoam. Isso pode ser conseguido com cordas presas em ambas as extremidades, feitas para vibrar e ressoar em uma cavidade, como em um violão, violino ou piano. O mesmo efeito também pode ser alcançado pela ressonância de correntes de ar em uma cavidade, como é o caso dos instrumentos de sopro. E você ainda pode obter som musical com barras de metal ou blocos de madeira, como é o caso do xilofone e da marimba.
As ondas sonoras estacionárias produzidas por um instrumento musical só podem vibrar de certas maneiras, cada uma delas é chamada de harmônico, e cada harmônico, por sua vez, vibra com uma certa frequência. O primeiro harmônico ou harmônico fundamental terá um determinado valor para sua frequência, a frequência do segundo harmônico será o dobro da frequência do primeiro, o terceiro harmônico terá uma frequência igual a três vezes a do harmônico fundamental e assim por diante. Quando uma nota é tocada com um instrumento musical, todos os seus harmônicos estão soando, cada um com um volume diferente, e é essa combinação de volumes dos harmônicos que dá o timbre a cada instrumento.
Mas a questão não para por aí, e é que esses harmônicos também determinam quais notas musicais soam bem juntas e quais causam dissonância. Duas ou mais notas musicais soam bem juntas porque têm harmônicos em comum, por exemplo, as notas Dó, Mi e Sol de um acorde Dó maior. Por outro lado, se duas ou mais notas musicais não tiverem harmônicos em comum, causarão dissonância e não soarão bem, como quando tocamos duas notas com distância de semitom entre elas.
Com isto podemos dizer que gostamos de música porque é um som consoante, organizado e que parece estar intimamente relacionado com as nossas emoções e a forma como comunicamos uns com os outros.
Artigo de: Ángel Zamora Ramírez. Licenciado em Física. Cursando Mestrado em Engenharia e Física Biomédica.
Referencia autoral (APA): Zamora Ramírez, A.. (Março 2024). Conceito de Som. Editora Conceitos. Em https://conceitos.com/som/. São Paulo, Brasil.
