por: Naylor Oliveira
Através de um ociloscópio, podemos "ler" a matemática que há por trás da música.
Cada tipo de instrumento musical tem uma espécie de "assinatura": um conjunto de características sonoras associadas que têm uma descrição matemática extremamente precisa, embora possam parecer subjetivas. O som pode ser representado pela soma de diversas ondas individuais, o que chamamos de "componentes deFourier". O que diferencia um instrumento de outro são as amplitudes e a duração de cada um dos harmônicos presentes no som resultante.
Uma corda de um piano, quando tocada, emite simultaneamente vários outros sons. Estes sons são chamados de "harmônicos" e podem ser determinados matematicamente. A intensidade de cada um dos harmônicos determina o timbre do instrumento.
O bocal de uma clarineta, por exemplo, tem uma lâmina fina de bambu, conhecida como "palheta". Soprando no bocal, a palheta vibra, produzindo, deste modo, uma onda sonora que se propaga para a extremidade aberta do instrumento, onde é parcialmente refletida. A onda refletida volta para o bocal, reflete-se de novo, e assim por diante. As ondas, viajando de uma extremidade para outra do tubo, vibram com uma certa freqüência. Se encurtássemos o tubo, as ondas viajariam uma distância menor, voltando ao ponto de partida em menos tempo; a freqüência seria assim aumentada e o som se tornaria mais agudo. Em vez de cortar o tubo, pressionamos chaves, de modo a abrir os orifícios existentes nos lados. Isto tem o mesmo efeito que encurtar o tubo, permitindo assim a execução de uma escala.
Há aproximadamente 40 anos foi criado o que veio a ser chamado sintetizador, que nada mais é do que um aparelho capaz de criar uma infinidade de timbres sonoros. Quando o instrumentista aperta uma das teclas do sintetizador, este acaba produzindo eletronicamente a freqüência correspondente, junto com um grande número de harmônicos. Em seguida estes harmônicos são amplificados e ajustados a fim de dar uma maior ou menor intensidade nesta freqüência específica. A somatória de todas as freqüências de saída denominam-se "som sintetizado".
Com a invenção do sampler ("amostrador"), criou-se o caminho inverso, ou seja, este dispositivo era capaz de captar os sons produzidos por algum instrumento musical e armazená-los em sua memória. Com os conseqüentes avanços no campo da eletrônica, hoje em dia já se produzem cd's totalmente compostos por sons sintetizados, imitando guitarra, flauta, baixo, etc. Existem modernos teclados eletrônicos que produzem os sons de diversos instrumentos, uma verdadeira orquestra em um único aparelho.
Fonte: Adaptado e ampliado de uma publicação originalmente hospedada em http://www.cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_25/musica.html