Harmônica

Nos estudos de acústica e telecomunicações o significado de harmônica é definido como várias frequências correspondentes das ondas estacionarias. Podemos definir como uma frequência que compõem o sinal que é um múltiplo inteiro da primeira frequência. Se caso a frequência for, por exemplo, f, as harmônicas irão ter as frequências 2f, 3f, 4f.

No mundo da música as harmônicas fazem parte de um tom harmônico cujo som produzido é ampliado por um número inteiro ou é somado com uma nota reproduzida em um instrumento. Este som ampliado é denominado como sobre tons desarmônicos, inarmônicos ou inter-harmônicos.

O que faz as harmônicas terem timbres diferentes para os instrumentos é sua amplitude e posicionamentos. E é o caminho separado dos sobre tons de dois instrumentos diferentes que são tocados em um intervalo que dá a possibilidade de perceber se os sons soam separados. Um bom exemplo são os sinos que têm parciais que são mais fáceis de perceber do que outros instrumentos.

Em uma série de harmônicas onde há harmônicas mais altas, elas geralmente têm amplitudes menores. Em vários instrumentos musicais é possível executar as harmônicas superiores sem que seja necessária a nota fundamental. Basicamente se eleva a nota em uma oitava o que pode modificar o som da nota.

Em um violão, por exemplo, é possível produzir notas puras que são conhecidas como harmônicas. Essas notas têm muita qualidade e também são muito intensas. Neste caso é necessário que o músico toque a corda com a mão direita enquanto os dedos da mão esquerda estão encostados levemente em determinado traste. Nesse tipo de manobra é possível ouvir o harmônico correspondente ao traste encostado. É pelos harmônicos que se pode descobrir se o instrumento está afinado ou não.

Não só em instrumentos é possível conseguir harmônicos, como a própria voz humana é capaz de realizar harmônicos. Basicamente conhecido como canto disfônico ou canto dos harmônicos onde uma única pessoa é capaz de reproduzir dois sons ao mesmo tempo, manipulando os espaços de sua cavidade bucal. É uma técnica vocal bem popular no continente Asiático, principalmente no centro e é oriunda dos mongóis e tuvanos. Em algumas culturas o canto dos harmônicos é usado para praticar meditação.
O estudo dos harmônicos pode ser dividido em duas partes vejamos:

Cordas vibrantes

Sabemos que várias frequências de ressonância em um corpo são denominadas de harmônicos. Se pegarmos uma corda esticada e a puxamos e depois soltamos, causando uma perturbação, essa variação irá se propagar pela extensão da corda formando uma onda.

Quando essa onda chega a um dos extremos ela se reflete, esse movimento pode acontecer gradativamente e é conhecido na física como onda estacionária. Para sermos mais práticos a onda produzida se reflete pela extremidade da corda e retornando como uma onda invertida se comparada com a onda inicial.

Se esse movimento é constante, ou seja, se você continua a provocar uma perturbação nesta corda esticada acabará existindo duas ondas se propagando ao longo de toda a corda, aonde uma irá contra a outra se interferindo. Geralmente a onda resultante pode ser qualquer tipo de onda, porém se a corda vibrar em suas extremidades e produzir certas frequências, as duas ondas poderão causar uma intervenção e criar outra onda estacionária de grande abrangência.

Em relação à música, podemos ver que alguns instrumentos musicais possuem essa característica como é o caso do violão, piano, bandolim, viola, harpa etc.

Tubos sonoros

O ar ou gás colocado dentro de um tubo pode sofrer de variações, ele pode produzir determinadas frequências sonoras. Esse ideal é que determina o funcionamento de muitos instrumentos de sopro como clarinetes, flautas, entre outros.

Esses instrumentos possuem a característica de que uma coluna de ar vibra conforme o musico sopra uma de suas extremidades. Podemos dizer que a coluna de ar de dentro do tubo é colocada de maneira que ela reage pelas turbulências formadas por uma palheta na extremidade do instrumento onde o músico coloca a boca, chamada de embocadura. As ondas que são produzidas são transmitidas na outra extremidade do instrumento, formando ondas estacionarias assim como em uma corda. Tubos podem ser denominados como abertos ou fechados:

• Tubos abertos: Suas duas extremidades estão abertas. Neste caso o som produzido pela extremidade aberta é reproduzido em fase formando uma interferência construtiva.

• Tubos fechados: Têm apenas umas das extremidades abertas. Neste caso o som é reproduzido de forma que a fase é inversa criando uma interferência destrutiva.

Uma observação: Se houver uma variação na temperatura pode acontecer de que afinação do instrumento de sopro sofra alguma alteração. Se caso houver um aumento de temperatura pode acontecer um aumento de velocidade na propagação do som produzido e com isso o instrumento reproduzirá um harmônico mais agudo. Em caso de instrumentos de corda o aumento de temperatura pode causar uma desafinação já que as cordas dilatam provocando diminuição da tensão.