Glossário de Acústica Musical

Absorção

Quando a energia que uma onda carrega se dissipa dentro de um meio por causa da característica de resistência de mobilidade de suas moléculas. Cada material possui uma capacidade de absorção diferente mesmo para faixas de frequências diferentes. Esta dissipação acontece transformando energia mecânica em energia térmica.

Acurácia

Proximidade de uma medida, cálculo ou especificação em média, relativo a um valor conhecido ou padrão.

Adimensional

Quando apenas um número é suficiente para expressar a quantidade de uma grandeza. Diz-se de uma medida de uma grandeza que não possui unidade de medida nem derivada e nem primitiva. Exemplos: número de eventos artísticos da cidade no ano, número de instrumentistas numa banda, número de microfones numa apresentação, etc. Taxas entre grandezas iguais (com mesma unidade de medida, obviamente) são adimensionais. Por exemplo: um carro a 100 km/h e outro a 50 km/h. Dividindo 100 km/h por 50 km/h, dá o valor adimensional 2. Este número expressa apenas a taxa de diferença de velocidade entre os carros sendo um duas vezes mais rápido que o outro.

ADSR

Maneira de descrever uma onda sonora a partir de seu envelope. A sigla se refere às partes do envelope entendidas como Ataque, Decaimento, Sustentação e Relaxamento.

Afinação Justa

Na Afinação Justa ou de Aristógenes os intervalos consonantes considerados são tirados da série harmônica. Como achar as proporções de cada nota: a partir de uma nota inicial que tem proporção 1, veja qual o intervalo que esta nota faz com a inicial (segunda maior, terça maior, etc.) e procure na série harmônica os intervalos. As proporções serão o número dos harmônicos envolvidos. É necessário também calcular as proporções adjacentes para que se entenda como o sistema funciona. Neste caso há segundas maiores grandes e segundas maiores pequenas.

Afinação Pitagórica

Na Afinação Pitagórica o intervalo considerado é o da quinta justa consonante que retiramos da série harmônica e tem a proporção de 3/2. Como achar as proporções de cada nota: a partir de uma nota inicial que tem proporção 1, progride-se por quintas justas multiplicando-se cada proporção inicial por 3/2 e compensando oitavas quando necessário. É necessário também calcular as proporções adjacentes para que se entenda como o sistema funciona.

Altura

É uma frequência específica de uma nota ou som e é medida em Hz. Por exemplo, a altura do lá de referência para afinarmos os instrumentos é de 440 Hz.

Altura, frequência, nota, som e tom

Palavras que são usadas inadequadamente como sinônimas, mas que não possuem o mesmo significado. Veja cada uma no glossário.

Amplitude

Medida escalar para o máximo deslocamento de uma onda a partir do zero em uma oscilação completa. A amplitude de uma onda tem relação direta com sua intensidade.

 

Análise de Fourier

Veja Teorema de Fourier.

Batimento

É um padrão de interferência entre dois sons de frequências diferentes, percebido como uma variação periódica em intensidade. A frequência do batimento é calculada por:

fbat= |f1 – f2| (módulo da diferença entre duas frequências).

A frequência da nota resultante é calculada por:

fres= (f1 + f2)/2 (média entre as duas frequências)

Bel

O Bel é o logaritmo da proporção entre duas grandezas: um valor observado divido por seu valor de referência. É um número adimensional. Usado em Acústica seu valor estabelece uma escala de proporção do nível sonoro, usando medições de Nível de Intensidade Sonora (Watt/m2), Nível de Potência Sonora (Watt) ou Nível Pressão Sonora (N/m2 chamado de Pascal ou apenas Pa).

Cents

É uma das maneiras de se calcular a distância entre duas frequências e poder trabalhar de modo linear (somando e subtraindo intervalos em cents para achar outros intervalos). Parte do princípio de se dividir a oitava em 1200 partes. Outras duas maneiras são: nomes tradicionais dos intervalos (que seguem o padrão número-qualidade, como segunda maior, por exemplo) e proporções (razão entre duas frequências, que trabalha a distância de forma geométrica).

Sendo n o número em cents e f2 > f1 para valores positivos em cents temos:

f2 = f1 x 2n/1200 (se você tiver uma das frequências e o valor em cents do intervalo)

e

n = 1200 x log2 (f2/f1) = (1200/log2) x log(f2/f1) em cents (se você tiver as duas frequências e quer o valor em cents)

ou

n ≈ 3986,31 x log10 (f2/f1) em cents

Comma Pitagórico

A distância entre doze quintas justas e sete oitavas justas mantendo-se os intervalos puros de 3/2 para quintas justas e 2 para oitavas. Doze quintas justas: (3/2)12 = 531441/524288 ≈ 1,0136 ≈ 23,46 cents

Comma Sintônico

Diferença entre a terça maior pitagórica e a terça maior da série harmônica.

Terça maior pitagórica: 81/64 ≈ 1,266

Terça maior pura (da série harmônica): 5/4 = 1,25

Comma sintônico: (81/64)/(5/4) = (81×4)/(64×5) = 324/320 = 1,0125.

As quatro quintas justas serão diminuídas de (1,0125)1/44√1,0125 ≈ 1,0031

Comprimento de onda

O Comprimento de onda (λ) é a distância entre dois pontos de mesma posição na onda após um período.

Contínuo ou Discreto

Veja Discreto ou Contínuo

Curvas de Compensação dB(A), dB(B) e dB(C)

Devido a não linearidade do ouvido ou orelha, aparelhos de medição de intensidade sonora possuem maneira de dar os valores que realmente serão percebidos pelo ouvido humano. Esta maneira é através de três curvas arbitrárias, dB(A), dB(B) e dB(C), que devem ser usadas respectivamente em ambientes de baixa intensidade sonora (como uma biblioteca, por exemplo), média intensidade sonora (como uma sala de estar) ou alta intensidade sonora (como uma fábrica). Dado o valor medido em dB, precisa-se descontar ou acrescer o valor dado pelas curvas de compensação para se achar um valor aproximado da audibilidade do som no ambiente. Por causa do contorno das curvas isoaudíveis, a curva de compensação A, dB(A), é a de maior desconto nos valores em dB, a curva B, dB(B) menor desconto que a A, e a curva C, dB(C), quase nenhum desconto na faixa de audiofrequência.

Curvas Isoaudíveis

Nosso ouvido não percebe intensidades de maneira igual ao longo da faixa de audiofrequência para ondas sinusoidais. Os primeiros a pesquisar esta característica de percepção foram Fletcher e Munson em 1933. Em 1956 as curvas feitas por Fletcher e Munson foram revistas por Robinson e Dadson. Entretanto, pesquisas mais recentes foram feitas em conjunto com diversos países participantes e chegaram a refazer o trabalho estatístico produzindo dados mais precisos publicados na ISO 226:2003. Ver Não Linearidade do Ouvido ou Orelha. Para os valores de audibilidade, usa-se Fon ao invés de dB. O valor em Fons é igual ao valor em dB na frequência de 1000 Hz, que é usada como referência para se fazer as curvas.

Decibel

É dez vezes o logaritmo da proporção entre um valor medido (I, W ou P) e sua referência (Iref, Wref ou Pref). Estabelece uma escala de proporção por ser um valor adimensional. O decibel é 10 vezes o Bel. É aproximadamente a menor diferença entre dois sons que se pode escutar (JND). Não é uma unidade de medida.

Difração

É o fenômeno de atenuação ou mudança de direção que acontece quando uma onda passa por obstáculo que possui uma abertura. Se a abertura (d) for menor que o comprimento de onda (λ) a onda sairá da abertura como uma onda esférica. Se a abertura (d) for comparável ao comprimento de onda (λ) a onda sairá da abertura radialmente, mas as laterais terão som atenuado ou inexistente. Se a abertura (d) for maior que o comprimento de onda (λ) a onda sairá da abertura com som também nas laterais.

Direção

É uma linha reta que liga dois pontos. Em duas dimensões podemos salientar as direções horizontal, vertical e quaisquer transversais entre elas. Se uma rua é exatamente uma reta, ela possui apenas uma direção. Se ela faz curvas possui outras direções.

Discreto ou Contínuo

Uma medida possui um valor discreto quando é expresso apenas por um número e sua unidade, se necessário. Exemplos: 3 km, 400 Hz, etc.

Uma medida possui valores contínuos quando são considerados todos os infinitos valores entre dois valores discretos. Exemplo: de 200 a 400 Hz, de 20 a 100 km, etc.

Eco

Ver reflexão.

Efeito Doopler

Mudança na percepção da frequência de um som devido a velocidades relativas diferentes entre fonte e ouvinte.

Envelope

É o contorno externo de um formato de onda.

Fase

É medida da posição de um ponto de uma onda em relação a um sistema de referência ou a medida de distância entre dois pontos de duas ondas. No caso de ondas iguais, elas estarão em fase quando seus pontos coincidirem no meio, estarão em completa oposição de fase quando os pontos de uma forem exatamente o inverso em sinal (positivo ou negativo) à outra e estarão fora de fase em qualquer posição relativa com exceção dos dois casos anteriores.

Fon

Nome utilizado para se referir a um valor de acordo com sua audibilidade e não ao valor real da intensidade em dB. Ela é igual ao valor em dB na frequência de 1000 Hz, frequência que é usada como referência para se fazer as curvas isoaudíveis. Fon não é uma unidade, assim como dB também não é.

Frequência

É a medida de repetição de um evento harmônico completo em uma unidade de tempo. Em acústica musical, utilizaremos a unidade Hz que expressa a quantidade de eventos completos por segundo (1/s). Então dizer que o lá é 440 Hz é o mesmo que dizer 440 .1/s ou 440 s-1.

Grandeza

É a propriedade de uma matéria, energia ou fenômeno físico que pode ser medido quantitativamente. Cada grandeza física possui uma unidade de medida. Exemplo: massa (Quilograma), comprimento (metro), tempo (segundo), corrente elétrica (Ampère), temperatura (Célsius), força (Newton), etc.

Harmônico

Uma frequência que faz parte da série harmônica e é um múltiplo inteiro da fundamental. Sua representação é uma senoide.

Hertz

Unidade de medida derivada do SI para frequência, que se expressa em termos de ciclos (oscilações, vibrações ou rotações) completos por segundo. Foi estabelecida em homenagem ao físico alemão que estudou radiação eletromagnética.

Impedância

Cujo símbolo é Z, é a taxa da pressão acústica p pelo fluxo U:  Z = p/U. É medida em Ohms (Ω ou Pa.s/m3). Ela nos dá uma ideia de quanto um meio impede o fluxo de energia sonora. Portanto, baixa impedância dá alto fluxo de energia e alta impedância dá baixo fluxo de energia.

Inarmônico

Também chamado de transiente. O nome ressalta o fato de que esta frequência não segue uma série harmônica.

JND

A sigla é usada em inglês e significa Just Noticeable Difference, que em português se refere a Diferença Mínima Perceptível. Este conceito vem da psicologia experimental: é a quantidade de que algo deve ser mudado de maneira que esta diferença seja perceptível. A Diferença Mínima Perceptível é de aproximadamente 1 dB para intensidade sonora e 5 cents para frequência. Esta é dada pela Lei de Weber-Fechner que diz que na percepção humana há uma relação entre a mudança real num estímulo físico e a mudança percebida.

Lei de Ohm para Acústica

O ouvido percebe um som musical como um conjunto de sons harmônicos (senóides simples) dependendo da intensidade relativa (amplitude) deles e não de suas fases.

Li

Veja Nível de Intensidade Sonora.

Logaritmo

É o expoente ao qual temos que elevar uma base para acharmos um número dado. No caso da base 10, é o expoente que temos que elevar o 10 para acharmos um número dado.

Exemplo:

Qual o logaritmo do número 4903 (log4903)? Entenda a pergunta desta forma: qual o expoente que preciso elevar o 10 para achar 4903? Como o número tem quatro algarismo, o resultado será 3 virgula alguma coisa. Usando uma calculadora vemos que o resultado é aproximadamente 3,69. Portanto

4903 = 103,69 => log4903 = 3,69

Lp

Veja Nível de Pressão Sonora.

Lw

Veja Nível de Potência Sonora.

Mascaramento

Redução na habilidade de detectar, discriminar ou reconhecer um som específico devido a interferência causada pela intensidade de outro som.

Modos normais de vibração

É um padrão de movimento natural no qual as partes de um sistema se movem de maneira sinusoidal ao se dar energia a ele e sem a intervenção de forças externas. As frequências características deste movimento são chamadas de frequências naturais de ressonância. Um sistema pode ser tanto uma substância, suas moléculas ou mesmo objetos tão grandes como edifícios. A vibração destes depende das características de seus átomos ou moléculas constituintes, sua estrutura e condições de contorno.

Não linearidade do ouvido ou orelha

A partir das curvas isoaudíveis representadas na ISO 226:2003 entendemos que não percebemos a intensidade sonora da faixa de audiofrequências da mesma maneira que um aparelho de medição de intensidade. É necessário maior energia sonora para ouvir-se os graves em comparação com médios e agudos em geral. Há também uma faixa ótima de audição aproximadamente entre 2000 e 5000 Hz.

NIS

Veja Nível de Intensidade Sonora

Nível de Intensidade Sonora

É uma das unidades usadas para medir quão forte ou fraco é um som. NIS é a medida do som a uma certa distância da fonte.

Suas siglas podem ser NIS, SIL (Sound Intensity Level) ou Li (a letra L é de level e o índice i de intensidade)

Li = 10 . log(I/Iref) dB,

na qual Iref é a referência e seu valor é 10-12 Watt/m2

Nível de Potência Sonora

É uma das unidades usadas para medir quão forte ou fraco é um som. NWS é a medida do som a uma certa distância da fonte.

Suas siglas podem ser NWS, SWL ou Lw.

Lw = 10 . log(W/Wref) dB,

na qual Wref é a referência e seu valor é 10-12 Watt.

Nível de Pressão Sonora

É uma das unidades usadas para medir quão forte ou fraco é um som.  NPS é a medida da pressão que o som causa. Suas siglas podem ser NPS, SPL (Sound Pressure Level) ou Lp.

Lp = 20 . log(P/Pref) dB,

na qual Pref é a referência e seu valor é 2.10-5 N/m2.

Atente para o número 20 ao invés de 10 como é nos outros níveis.

Nota

É o símbolo gráfico de uma altura escrito numa partitura.

Notação de Altura

Em trabalhos científicos ou mesmo para se escrever alturas por extenso sem se utilizar de pautas musicais, é necessário um sistema de notação que seja efetivo para cada necessidade. Pautas musicais requerem muito espaço tanto em livros, quanto sites e escrever o nome das notas por extenso também não resolve o problema de se indicar alturas precisas. Para isso alguns sistemas são utilizados com maior precisão ou concisão que outros. Estudamos sete sistemas que estão explicados no artigo enviado.

NPS

Veja Nível de Pressão Sonora.

NWS

Veja Nível de Potência Sonora.

Onda

Perturbação que se propaga num meio transportando energia, mas não transportando matéria.

Ondas estacionárias

São ondas resultantes da superposição de duas ondas de mesma frequência (mesmo comprimento de onda e mesmo período), mesma amplitude, mesma direção e sentidos opostos dentro de um sistema. Quaisquer instrumentos, com exceção dos sons que se consegue com equipamento para manipulação digital em laboratório, produz som através de ondas estacionárias.

Orelha ou ouvido

Ver Ouvido ou Orelha.

Ouvido ou Orelha

Apesar da nova Terminologia Anatômica de 2001 ter mudado o nome Ouvido para Orelha no que se refere aos elementos do aparelho auditivo, a literatura atual não faz distinção. Pode-se dizer então: ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno ou orelha externa, orelha média e orelha interna.

Ouvido Externo (capta e direciona o som): pavilhão auricular, canal auditivo (meato acústico) e face externa da membrana do tímpano.

Ouvido Médio (faz o casamento de impedância): face interna da membrana do tímpano, 3 ossículos (martelo, bigorna e estribo) e tuba auditiva (faz o equilibro da pressão interna com a externa).

Ouvido Interno (transdução, transmissão e decodificação): cóclea (responsável pela transdução), nervos (transmissão) e cérebro (decodificação).

Parcial

Uma frequência que faz parte de um som e pode tanto ser harmônica ou transiente. Quando é um transiente pode ser chamado de parcial inarmônico.

Período

É o tempo que leva em uma oscilação, vibração ou rotação completa. É medido em segundos, se a unidade de frequência for em Hz.

Precisão

Grau de proximidade entre valores medidos. variação de um conjunto de medições, isto é, quanto maior a precisão menor a variabilidade entre as medidas.

Reflexão

Quando uma onda sonora incide sobre uma superfície de separação entre dois meios e permanece no mesmo meio. Se o receptor perceber esta reflexão num tempo inferior a 0,1 segundo* se dará uma reverberação e se for superior a este tempo se dará o fenômeno do eco. Subentende-se que no eco haja a inteligibilidade (capacidade de perceber claramente um evento sonoro).

* é o tempo de discriminação da cóclea. Acima deste tempo há a percepção do ataque da onda produzida.

Refração

Quando uma onda incide em uma superfície de separação entre dois meios e passa para o meio seguinte. Quando a substância de um meio possui diferença de temperatura, densidade ou impurezas pode ocorrer refração no meio.

Ressonância

É o fenômeno que acontece quando, ao dar energia para um sistema, este transmite energia em forma de onda para outro sistema, fazendo-o oscilar em seus modos normais de vibração.

Reverberação

Ver reflexão.

Sentido

Dados dois pontos (A e B, por exemplo) que definem uma reta, que estabelece uma direção, esta possui dois sentidos (de A para B é um sentido e de B para A outro). A direção horizontal, então, possui dois sentidos: da esquerda para direita e da direita para a esquerda. A direção vertical possui dois sentidos: para cima e para baixo.

Série Harmônica

Conjunto infinito de frequências geradas num sistema a partir de uma fundamental e no qual cada membro é um múltiplo inteiro desta fundamental. Portanto, a fundamental é o primeiro harmônico, o segundo harmônico é o dobro da fundamental, o terceiro harmônico o triplo e assim por diante.

SIL

Veja Nível de Intensidade Sonora.

Síntese de Fourier

Veja Teorema de Fourier.

Sistema de Igual Temperamento

Apesar de ser o sistema mais usado no mundo todo para afinar-se instrumentos de teclado, sua proposta remonta ao século XVI. A ideia é dividir a oitava em doze partes iguais, doze semitons iguais.

21/1212√2 ≈ 1,059463 = 100 cents

Sistemas de Afinação

Sistemas de como afinar um instrumento musical podem ser divididos entre afinações e temperamentos. Foram estudadas em aula duas afinações, Afinação Pitagórica e Afinação Justa (ou de Aristógenes) e dois temperamentos, Temperamento Mesotônico e o Sistema de Igual Temperamento. Cada proposta procura resolver uma necessidade de um dado contexto.

Sobretom

Qualquer parcial (harmônico ou inarmônico) com exceção da fundamental. Este termo leva a uma certa confusão, pois a numeração da série não é a mesma da numeração dos sobretons harmônicos. Por exemplo: o segundo harmônico é o primeiro sobretom.

Som

Um fenômeno complexo que possui quatro qualidades: altura, duração, intensidade e timbre. O estudo de sua percepção é feito pela ciência Psicoacústica que procura entender e descrever o modo que o aparelho auditivo funciona.

SPL

Veja Nível de Potência Sonora.

Temperamento

Diferentemente de uma afinação, o temperamento musical se define por dividir um intervalo em algumas partes e distribuí-las nos intervalos que não serão utilizados na música em questão. Estudamos dois temperamentos em aula: Mesotônico e o Sistema de Igual Temperamento.

Temperamento Mesotônico

As propostas mesotônicas são muitas, a mais conhecida é a que divide o comma sintônico em quatro partes iguais e as quatro quintas justas que compõem uma terça maior são diminuídas de uma destas quatro partes. Em Dó Maior as quatro quintas justas são: Dó-Sol, Sol-Ré, Ré-Lá e Lá-Mi. Para que a terça maior Dó-Mi soe bem, é necessário diminuir as quintas justas de uma das quatro partes.

Teorema de Fourier

Qualquer onda harmônica é constituída de senóides da série harmônica com intensidades e fases relativas (coeficentes de Fourier).

Análise de Fourier

A partir de uma onda harmônica se acha suas senóides constituintes.

Síntese de Fourier

A partir de senóides se acha uma onda harmônica.

Timbre

Timbre é uma qualidade sonora que depende das frequências de um som, seu envelope, sua duração e o nível sonoro que é percebido. Suas características são físicas e psicoacústicas. A descrição física envolve uma parte harmônica e uma transiente presentes em seu envelope em quatro momentos: ADSR (ataque, decaimento, sustentação e relaxamento). A psicoacústica trata da forma de como ouvimos e como isto pode tornar subjetiva nossa percepção.

Tipos de ondas: transversais x longitudinais

Ondas transversais: A perturbação é perpendicular à direção de propagação (Figura 1).

Ondas longitudinais: A perturbação e a direção de propagação coincidem (Figura 2). Ex.: Ondas acústicas.

Tom

Possui diversos significados. Pode ser uma altura genérica (qualquer); pode ser a qualidade de um som de um instrumento ou voz e pode ser a tonalidade de um trecho ou peça.

Transiente

Cada uma das frequências que fazem parte de um som, mas não fazem parte da série harmônica e são chamados de inarmônicos. São também importantes para nossa percepção de timbre.

Unidade de medida

Um padrão de comparação para se expressar as propriedades de grandezas a partir de um determinado sistema. Em física se utiliza do Sistema Internacional (SI) de medidas. Exemplo: para massa utiliza-se quilograma (kg), para comprimento o metro (m), para tempo o segundo (s), para corrente elétrica o Ampère (A), para temperatura Kelvin (K), para força Newton (N), etc

Velocidade do som

É a medida de quanto uma onda se move num meio a partir da distância percorrida por tempo. No SI usa-se metros por segundo (m/s). A velocidade é função das propriedades físicas do material e é errado achar que depende da densidade dele, porque esta afirmação não é válida em todos os casos.

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