Harmônicas

Harmônicas são componentes de uma onda periódica que ocorrem em múltiplos inteiros da frequência fundamental. Em termos práticos, qualquer timbre complexo pode ser descrito como a soma de uma frequência básica, chamada de fundamental, e de seus harmônicos.

Na física do som, a soma desses harmônicos forma a série harmônica. Se f0 é a frequência fundamental, o n-ésimo harmônico tem frequência f_n = n f0 (n = 2, 3, 4, ...). A distribuição de amplitudes entre esses componentes determina o timbre do som.

Na prática musical, harmônicas aparecem como partials que surgem de modos de vibração de uma fonte sonora. Podem ser naturais, gerados pela física do instrumento (por exemplo, modos de uma corda ou de uma coluna de ar), ou artificiais, obtidos por técnicas específicas de execução ou de síntese, como tocar em posições de nó ou usar sintetizadores que geram apenas alguns harmônicos.

A presença de harmônicas é essencial para a percepção de altura e timbre. Dois sons com a mesma fundamental podem soar diferente devido aos seus diferentes conjuntos de harmônicos. O estudo dos harmônicos é central na acústica, na música e no processamento de sinais.

Na matemática e na engenharia, o conceito é usado em análise harmônica e na decomposição de sinais em séries de Fourier, que expressa qualquer sinal periódico como soma de senos e cossenos de frequências inteiras da fundamental. As aplicações vão desde o design de instrumentos até a redução de distorções harmônicas em sistemas elétricos e de áudio.