Ondas sonoras

O som começa com vibrações no ar, como aquelas geradas por cordas de violão, cordas vocais ou cones de alto-falantes. Essas vibrações empurram as moléculas de ar umas próximas das outras, elevando ligeiramente a pressão do ar. Em seguida, as moléculas de ar sob pressão empurram as moléculas de ar circundantes que, por sua vez, empurram o próximo conjunto de moléculas e assim por diante. À medida que as áreas de alta pressão se movem pelo ar, elas deixam áreas de baixa pressão atrás delas. Quando essas ondas de alterações de pressão chegam até nós, elas vibram os receptores em nossos ouvidos e ouvimos as vibrações como sons.

Quando você vê uma forma de onda visual que representa o áudio, ela reflete essas ondas de pressão do ar. A linha zero na forma de onda é a pressão do ar em repouso. Quando a linha oscila para cima até um pico, ela representa uma pressão mais alta e, quando oscila para baixo até um vale, representa uma pressão mais baixa.

Uma onda de som representada como forma de onda visual

A. Linha zero B. Área de baixa pressão C. Área de alta pressão 

Medidas da forma de onda

Diversas medidas descrevem formas de onda:

Amplitude

Reflete a alteração na pressão do pico da forma de onda até seu vale. Formas de onda de alta amplitude são altas, enquanto formas de onda de baixa amplitude são silenciosas.

Ciclo

Descreve uma única sequência repetida de alterações de pressão: começando com zero de pressão, seguindo para alta pressão, caindo para baixa pressão e depois voltando para zero.

Frequência

Medido em hertz (Hz), descreve o número de ciclos por segundo. (Por exemplo, uma forma de onda 1000 Hz tem 1000 ciclos por segundo.) Quanto maior a frequência, maior será o tom musical.

Fase

Medida em 360 graus, indica a posição de uma forma de onda em um ciclo. Zero grau é o ponto de partida, seguido por 90º em alta pressão, por 180º no ponto médio, por 270º em baixa pressão e por 360º no ponto final.

Comprimento de onda

Medida em unidades, como polegadas ou centímetros, é a distância entre dois pontos com o mesmo grau de fase. À medida que a frequência aumenta, o comprimento da onde diminui.

Um único ciclo à esquerda; uma forma de onda completa de 20 Hz à direita

A. Comprimento de onda B. Grau de fase C. Amplitude D. Um segundo 

Como ondas sonoras interagem

Quando duas ou mais ondas sonoras se encontram, elas se somam ou subtraem umas das outras. Se os seus picos e vales estiverem perfeitamente em fase, eles se reforçarão, resultando em uma forma de onda cuja amplitude é maior que a de cada forma de onda individual.

Se os picos e vales de duas formas de onda estiverem perfeitamente fora de fase, eles se cancelarão uns aos ouros, resultando em nenhuma forma de onda.

Porém, na maioria dos casos, as ondas estão fora da fase em quantidades variáveis, resultando em uma forma de onda combinada que é mais complexa do que formas de onda individuais. Uma forma de onda complexa que representa música, voz, ruído e outros sons, por exemplo, combina as formas de onda de cada som.

Observação:

Devido à sua estrutura física exclusiva, um único instrumento pode criar ondas muito complexas. É por isso que um violino e uma trombeta geram sons diferentes, mesmo tocando a mesma nota.

Ondas em fase reforçam umas às outras.

Ondas fora de fase se cancelam umas às outras.

Duas ondas simples se combinam para criar uma onda complexa.

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