Intensidade, altura e timbre

É comum darmos mais valor ao sentido da visão. No entanto, se misturarmos duas radiações puras, como vermelho e amarelo, nossa visão não é capaz de distingui-las, ou seja, veremos uma cor alaranjada. Por outro lado, com nossos ouvidos, podemos distinguir diversos sons, mesmo aqueles que recebemos em conjunto. Por exemplo, se ouvirmos uma orquestra tocar, temos a possibilidade de identificar cada um dos diversos instrumentos musicais que atuam ao mesmo tempo.

As ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais. Isso quer dizer que uma onda sonora propaga-se em diversos meios materiais, mas não se propaga no vácuo. A sensibilidade do ouvido humano, às ondas sonoras, sofre variação de pessoa para pessoa.

Podemos afirmar que são inúmeras as grandezas físicas que caracterizam um som. Uma que conhecemos muito bem é a intensidade. As ondas sonoras podem ser mais intensas (é o mesmo que dizer som forte) ou menos intensas (é o mesmo que dizer som fraco). Portanto, definimos como intensidade (I) a energia transportada perpendicularmente pela onda através de uma superfície por unidade de tempo e também por unidade de área.

Simplificando toda essa afirmação, dizemos que a intensidade nada mais é do que a potência por unidade de área, que no Sistema Internacional de Unidades (SI) é dada por watt por metro quadrado (W/m²).

Sendo assim, dizemos que o ouvido humano tem a capacidade de detectar sons com intensidades que variam de 10^-12 W/m² a 1 W/m². Isso significa dizer que entre a mínima intensidade sonora que ouvimos e a máxima que podemos ouvir há um intervalo de 10¹². Por causa do tamanho desse intervalo, a intensidade pode ser expressa pela utilização de uma grandeza mais apropriada. Essa grandeza foi denominada intensidade ou nível sonoro (β), é dada em decibel (dB) e é definida pela seguinte expressão:

O valor de referência para a intensidade sonora mínima, ou seja, o som mais fraco que podemos ouvir é denominado limiar de audição e possui o valor de referência de I₀= 10^-12 W/m². A unidade decibel foi dada em homenagem a Alexander Graham Bell. A tabela abaixo fornece alguns valores representativos da intensidade e do nível sonoro.

 Intensidade e nível de intensidade sonora

Diariamente, vemos pessoas conversando nos parques, ao telefone celular, etc. Se prestarmos atenção, ouviremos uma diferença entre a voz de um homem e a voz de uma mulher. A diferença básica é que a voz do homem é mais “grossa”, e a da mulher é mais “fina”. Quanto às ondas sonoras, os termos “grossa” e “fina” são classificados em som grave e som agudo, portanto, podemos dizer que o homem tem voz mais grave; e a mulher, voz mais aguda. A altura também é outra qualidade do som.

Uma terceira qualidade que podemos destacar sobre o som é o timbre. É ele que nos permite fazer a distinção entre dois sons com mesma frequência (mesma altura) e intensidade, emitidos por uma mesma fonte sonora. Por exemplo, se um piano e uma flauta tocam a mesma nota musical, podemos perceber, pois nosso sistema auditivo percebe sensações diferentes, ou seja, os dois instrumentos possuem timbres diferentes.