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== Fundamentação física do timbre ==
Embora este fenômeno seja conhecido há séculos, somente há algumas décadas, com o advento da eletrônica foi possível compreendê-lo com mais precisão.
O Lá central do piano possui a [[frequência]] de 440 Hz. A nota equivalente produzida por um violino possui a mesma frequência. O que permite ao ouvido diferenciar os dois sons e identificar sua fonte é a forma da onda e seu envelope sonoro.<ref name=uol>[http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/ondas-sonoras--a-timbre-altura-e-intensidade.htm Educação UOL], página vistada em 11 de maio de 2015.</ref>
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[[Ficheiro:Onda xilofone.png|thumb|Forma de onda produzida por um xilofone. Note que no início da nota (ataque), a onda possui muito mais harmônicos, que se devem à batida pela baqueta. Depois disso, a forma de onda é resultado somente da vibração da madeira]]
Quando uma corda, uma membrana, um tubo ou qualquer outro objeto capaz de produzir sons entra em vibração, uma série de ondas senoidais são produzidas. Além da frequência fundamental, que define a nota, várias [[Série harmônica (música)|frequências harmônicas]] também soam. O primeiro harmônico de qualquer nota tem o dobro de sua frequência; o segundo harmônico tem o triplo de sua frequência e assim por diante. Qualquer corpo em vibração produz dezenas de frequências harmônicas que soam simultaneamente à nota fundamental. No entanto o ouvido humano não é capaz de ouvir os harmônicos com frequência superior a 20000Hz. Além disso, devido às características de cada instrumento ou da forma como a nota foi obtida, alguns dos harmônicos menores e audíveis possuem amplitude diferente de um instrumento para outro.
Se somarmos a amplitude da frequência fundamental às amplitudes dos harmônicos, a [[forma de onda]] resultante não é mais [[Função Trigonométrica|senoidal]], mas sim uma onda irregular cheia de cristas e vales. Como a combinação exata de amplitudes depende das características de cada instrumento, suas formas de onda também são muito distintas entre si.<ref name=uol />
=== Envelope sonoro ===
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'''Ataque:''' é o início de cada nota musical. Em um instrumento de corda tocado com arco, o som surge e aumenta lentamente de intensidade, assim como no exemplo da flauta. Se a mesma corda for percutida o som surgirá muito rapidamente e com intensidade alta. Dependendo do instrumento, o ataque pode durar de alguns centésimos de segundo até mais de um segundo.
'''Decaimento:''' em alguns instrumentos, após o ataque o som sofre um decaimento de intensidade antes de se estabilizar. Em um instrumento de sopro, por exemplo, isso pode se dever à força inicial necessária para colocar a [[palheta (sopros)|palheta]] em vibração, após o que a força para manter a nota soando é menor. Normalmente dura apenas de alguns centésimos a menos de um décimo de segundo. Nos exemplos mostrados, o decaimento é claramente percetível nas notas da tabla e levemente na segunda nota da trompa.
'''Sustentação:''' corresponde ao tempo de [[Duração (música)|duração]] da nota musical. Na maior parte dos instrumentos este tempo pode ser controlado pelo executante. Durante este tempo a intensidade é mantida no mesmo nível, como as notas da trompa e da flauta na imagem. Alguns instrumentos (principalmente os de percussão) não permitem controlar este tempo. Em alguns casos o som nem chega a se sustentar e o decaimento inicial já leva o som diretamente ao seu desaparecimento, como na tabla.
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