Harmônico - Harmonic

Os nós de uma corda vibrante são harmônicos.
Duas notações diferentes de harmônicos naturais no violoncelo. Primeiro como soou (mais comum), depois como dedilhado (mais fácil de suspirar).

Um harmônico é qualquer membro da série de harmônicos . O termo é empregado em várias disciplinas, incluindo música, física, acústica , transmissão de energia eletrônica, tecnologia de rádio e outros campos. É normalmente aplicado a sinais repetidos, como ondas sinusoidais . Um harmônico é uma onda com uma frequência que é um múltiplo inteiro positivo da frequência da onda original, conhecida como frequência fundamental . A onda original também é chamada de 1º harmônico, os seguintes harmônicos são conhecidos como harmônicos superiores. Como todos os harmônicos são periódicos na frequência fundamental, a soma dos harmônicos também é periódica nessa frequência. Por exemplo, se a frequência fundamental é 50  Hz , uma frequência de fonte de alimentação CA comum , as frequências dos primeiros três harmônicos superiores são 100 Hz (2º harmônico), 150 Hz (3º harmônico), 200 Hz (4º harmônico) e qualquer adição de ondas com essas frequências é periódico em 50 Hz.

Um n º modo característico, para n > 1, terá nós que não estão vibrando. Por exemplo, o terceiro modo de característica terá nós em L e L , onde L é o comprimento da corda. Na verdade, cada n ésimo modo de característica, para n não um múltiplo de 3, não terá nós nesses pontos. Estes outros modos característicos serão vibrando no posições de L e G . Se o jogador tocar suavemente uma dessas posições, esses outros modos característicos serão suprimidos. Os harmônicos tonais desses outros modos característicos também serão suprimidos. Consequentemente, os harmônicos tonais dos n- ésimos modos característicos, onde n é um múltiplo de 3, se tornarão relativamente mais proeminentes.

Na música, os harmônicos são usados ​​em instrumentos de cordas e instrumentos de sopro como forma de produzir som no instrumento, principalmente para tocar notas mais agudas e, com cordas, obter notas que possuem uma qualidade sonora única ou "tonalidade". Nas cordas, os harmônicos curvados têm um tom puro e "vítreo". Em instrumentos de cordas, os harmônicos são tocados tocando (mas não pressionando totalmente a corda) em um ponto exato da corda ao soar a corda (dedilhar, arquear, etc.); isso permite que o harmônico soe, um tom que é sempre mais alto do que a frequência fundamental da corda.

Terminologia

Os harmônicos também podem ser chamados de "sobretons", "parciais" ou "parciais superiores". A diferença entre "harmônico" e "harmônico" é que o termo "harmônico" inclui todas as notas de uma série, incluindo a frequência fundamental (por exemplo, a corda aberta de um violão). O termo "harmônico" inclui apenas os tons acima do fundamental. Em alguns contextos musicais, os termos "harmônico", "harmônico" e "parcial" são usados ​​de forma bastante intercambiável.

Características

Um caráter tonal sibilante e sibilante distingue todos os harmônicos naturais e artificiais dos intervalos firmemente interrompidos; portanto, sua aplicação em conexão com o último deve sempre ser cuidadosamente considerada.

A maioria dos instrumentos acústicos emite tons complexos contendo muitos parciais individuais (tons simples componentes ou ondas sinusoidais), mas o ouvido humano não treinado normalmente não percebe esses parciais como fenômenos separados. Em vez disso, uma nota musical é percebida como um som, a qualidade ou timbre desse som sendo um resultado das forças relativas de cada parcial. Muitos osciladores acústicos , como a voz humana ou uma corda de violino curvada , produzem tons complexos que são mais ou menos periódicos e, portanto, são compostos de parciais que são próximos a múltiplos inteiros da frequência fundamental e, portanto, se assemelham aos harmônicos ideais e são chamados de "harmônicos parciais" ou simplesmente "harmônicos" por conveniência (embora não seja estritamente correto chamar um parcial de harmônico, sendo o primeiro real e o segundo ideal).

Os osciladores que produzem parciais harmônicos se comportam um pouco como ressonadores unidimensionais e geralmente são longos e finos, como uma corda de violão ou uma coluna de ar aberta em ambas as extremidades (como com a flauta transversal orquestral moderna ). Instrumentos de sopro cuja coluna de ar é aberta em apenas uma extremidade, como trombetas e clarinetes , também produzem parciais semelhantes a harmônicos. No entanto, eles apenas produzem parciais correspondentes aos harmônicos ímpares , pelo menos em teoria. A realidade dos instrumentos acústicos é tal que nenhum deles se comporta tão perfeitamente quanto os modelos teóricos um tanto simplificados poderiam prever.

Parciais cujas frequências não são múltiplos inteiros da fundamental são chamados de parciais inarmônicos . Alguns instrumentos acústicos emitem uma mistura de parciais harmônicos e inarmônicos, mas ainda produzem um efeito no ouvido de ter um tom fundamental definido, como pianos , cordas dedilhadas , pizzicato , vibrafones, marimbas e certos sinos ou sinos de som puro. As taças cantantes antigas são conhecidas por produzirem parciais harmônicos múltiplos ou multifônicos . Outros osciladores, como pratos , cabeças de bateria e outros instrumentos de percussão, produzem naturalmente uma abundância de parciais inarmônicos e não implicam em nenhuma afinação particular e, portanto, não podem ser usados ​​melodicamente ou harmonicamente da mesma forma que outros instrumentos.

A tonalidade dinâmica , com base no trabalho de William Sethares , introduz a noção de parciais pseudo-harmônicos, em que a frequência de cada parcial é alinhada para coincidir com a altura de uma nota correspondente em uma afinação pseudo-justa, maximizando assim a consonância daquela timbre pseudo-harmônico com notas dessa afinação pseudo-justa.

Parciais, sobretons e harmônicos

Um sobretom é qualquer parcial mais alto do que a mais baixa parcial em um tom composto. As forças relativas e as relações de frequência dos parciais do componente determinam o timbre de um instrumento. A semelhança entre os termos harmônico e parcial às vezes leva a que sejam usados ​​indistintamente em um contexto musical , mas são contados de maneira diferente, levando a algumas possíveis confusões. No caso especial de timbres instrumentais cujos componentes parciais correspondem de perto a uma série harmônica (como com a maioria das cordas e sopros) em vez de parciais inarmônicos (como com a maioria dos instrumentos de percussão afinados), também é conveniente chamar os parciais componentes de "harmônicos "mas não estritamente correto (porque os harmônicos são numerados da mesma forma mesmo quando ausentes, enquanto os parciais e os sobretons são contados apenas quando presentes). Este gráfico demonstra como os três tipos de nomes (parcial, harmônico e harmônico) são contados (assumindo que os harmônicos estão presentes):

Frequência Pedido Nome 1 Nome 2 Nome 3 Representação de onda estacionária Representação de onda longitudinal
1 × f = 0440 Hz n = 1 1ª parcial tom fundamental 1ª harmônica Pipe001.gif Molecule1.gif
2 × f = 0880 Hz n = 2 2ª parcial 1º sobretom 2º harmônico Pipe002.gif Molecule2.gif
3 × f = 1320 Hz n = 3 3ª parcial 2º sobretom 3º harmônico Pipe003.gif Molecule3.gif
4 × f = 1760 Hz n = 4 4ª parcial 3º harmônico 4º harmônico Pipe004.gif Molecule4.gif

Em muitos instrumentos musicais , é possível tocar os harmônicos superiores sem que a nota fundamental esteja presente. Em um caso simples (por exemplo, gravador ), isso tem o efeito de fazer a nota aumentar em uma oitava , mas em casos mais complexos, muitas outras variações de altura são obtidas. Em alguns casos, também altera o timbre da nota. Isso faz parte do método normal de obtenção de notas mais altas em instrumentos de sopro , onde é chamado de overblowing . A técnica estendida de tocar multifônicos também produz harmônicos. Em instrumentos de cordas , é possível produzir notas sonoras muito puras, chamadas de harmônicas ou flageoletes, pelos tocadores de cordas, que têm uma qualidade misteriosa, além de serem agudas. Harmônicos podem ser usados ​​para verificar em uníssono a afinação de cordas que não estão afinadas em uníssono. Por exemplo, dedilhar levemente o nó encontrado no meio da corda mais alta de um violoncelo produz o mesmo tom que dedilhar levemente o nó 13 da segunda corda mais alta. Para a voz humana, veja canto harmônico, que usa harmônicos.

Embora seja verdade que tons periódicos produzidos eletronicamente (por exemplo, ondas quadradas ou outras ondas não senoidais) tenham "harmônicos" que são múltiplos inteiros da frequência fundamental, nem todos os instrumentos práticos têm essa característica. Por exemplo, as "harmônicas" mais altas das notas de piano não são harmônicas verdadeiras, mas são "sobretons" e podem ser muito agudas, ou seja, uma frequência mais alta do que a dada por uma série de harmônicas puras . Isso é especialmente verdadeiro para instrumentos que não sejam de cordas ou metais / sopro de madeira, por exemplo, xilofone, bateria, sinos, etc., onde nem todos os sobretons têm uma relação simples de número inteiro com a frequência fundamental. A frequência fundamental é a recíproca do período do fenômeno periódico.

Em instrumentos de corda

Tocando um harmônico em uma corda

Harmónicos podem ser produzidos isoladamente [em instrumentos de cordas] (1) fazendo variar o ponto de contacto com o arco, ou (2), pressionando um pouco a cadeia nos nós, ou divisões de suas partes alíquotas ( , , , etc.). (1) No primeiro caso, avançando o arco do lugar usual onde a nota fundamental é produzida, em direção à ponte, toda a escala de harmônicos pode ser produzida em sucessão, em um instrumento antigo e altamente ressonante. O emprego desse meio produz o efeito denominado ' sul ponticello '. (2) A produção de harmônicos pela leve pressão do dedo na corda aberta é mais útil. Quando produzidos pressionando levemente os vários nós das cordas abertas, eles são chamados de 'Harmônicas naturais'. ... Os violinistas estão bem cientes de que quanto mais longa a corda em proporção à sua espessura, maior o número de harmônicos superiores que ela pode produzir.

A tabela a seguir exibe os pontos de parada em um instrumento de cordas nos quais o toque suave de uma corda o forçará a um modo harmônico quando vibrado. Os harmônicos de cordas (tons flageolet) são descritos como tendo uma "qualidade semelhante a uma flauta, prateada" que pode ser altamente eficaz como uma cor especial ou tom ( timbre ) quando usado e ouvido na orquestração . É incomum encontrar harmônicos naturais mais altos do que a quinta parcial em qualquer instrumento de cordas, exceto o contrabaixo, por causa de suas cordas muito mais longas.

Harmônico Parar nota Nota soada em relação à corda aberta Centavos acima da corda aberta Centavos reduzidos a uma oitava Áudio
2 oitava oitava (P8) 1.200,0 0,0 Sobre este somJogar 
3 apenas quinto perfeito P8 + apenas quinto perfeito (P5) 1.902,0 702,0 Sobre este somJogar 
4 apenas um quarto perfeito 2P8 2.400,0 0,0 Sobre este somJogar 
5 apenas um terço maior 2P8 + apenas o terço maior (M3) 2.786,3 386,3 Sobre este somJogar 
6 apenas um terço menor 2P8 + P5 3.102,0 702,0
7 terço menor septimal 2P8 + sétima septimal menor (m7) 3.368,8 968,8 Sobre este somJogar 
8 segundo maior septimal 3P8 3.600,0 0,0
9 Segundo maior pitagórico 3P8 + segundo maior pitagórico (M2) 3.803,9 203,9 Sobre este somJogar 
10 apenas um tom menor 3P8 + apenas M3 3.986,3 386,3
11 segundo neutro undecimal maior 3P8 + trítono menor undecimal 4.151,3 551,3 Sobre este somJogar 
12 segundo neutro menor undecimal 3P8 + P5 4.302,0 702,0
13 tridecimal 2/3 tons 3P8 + tridecimal neutro sexto (n6) 4.440,5 840,5 Sobre este somJogar 
14 2/3 tons 3P8 + septimal m7 4.568,8 968,8
15 semitom diatônico septimal (ou maior) 3P8 + apenas sétima maior (M7) 4.688,3 1.088,3 Sobre este somJogar 
16 apenas (ou menor) semitom diatônico 4P8 4.800,0 0,0

Harmônicos artificiais

Ocasionalmente, uma partitura pedirá um harmônico artificial , produzido ao tocar um sobretom em uma corda já interrompida. Como técnica de execução, é realizada com o uso de dois dedos na escala, o primeiro para encurtar a corda até a fundamental desejada, com o segundo tocando o nó correspondente ao harmônico apropriado.

Outra informação

Os harmônicos podem ser usados ​​ou considerados apenas como a base de sistemas de entonação . O compositor Arnold Dreyblatt é capaz de trazer diferentes harmônicos em uma única corda de seu contrabaixo modificado, alterando ligeiramente sua técnica única de arco no meio do caminho entre bater e arquear as cordas. O compositor Lawrence Ball usa harmônicos para gerar música eletronicamente.

Veja também

Referências

links externos