Creatieve inspanningen en de harde wetenschappen gaan vaak hand in hand. Inzicht in de fysica van geluid kan leiden tot een begrip van de fysica van muziek en hoe esthetisch aangename geluiden en arrangementen kunnen worden gemaakt.
Geluidsgolven en frequenties

Geluidsgolven zijn trillingen in een medium, dat kan waargenomen door het menselijk oor. De frequentie van een geluidsgolf is het aantal trillingen per seconde, gemeten in Hertz.

De fundamentele frequentie van een object dat geluid produceert, is de laagste natuurlijke frequentie waarmee dat object zal trillen. De waarde van deze frequentie hangt af van de fysieke eigenschappen van het object.

De frequenties in een harmonische reeks zijn een geheel aantal veelvouden van de fundamentele frequentie; het is echter mogelijk om boventonen (staande golfpatronen) te hebben bij frequenties die geen veelvouden van de grondtoon zijn. Een muzikale toonladder is een reeks muzieknoten geordend op fundamentele frequentie.
Menselijke stem en zang

In een bepaald object - of het nu je stembanden of een muziekinstrument zijn, creëren staande golven specifieke geluiden. Je waarneming van dat geluid hangt af van de trillingsfrequentie, inclusief boventonen met een lagere amplitude die bijdragen aan het timbre of de waargenomen geluidskwaliteit.

Mensen maken muziek door de luchtkolom in hun keel te vibreren. Door de vorm /spanning in hun stembanden te veranderen, kunnen ze verschillende vibratiemodi en geluiden creëren. Beoefende zangers hebben dit heel goed geleerd en kunnen hun stembanden vormgeven om een zuivere noot lang vast te houden, en verschillende exacte noten op een muzikale schaal te slaan zonder in toonhoogte te haperen.

Wanneer mensen praten over bepaalde muzieknoten, ze verwijzen naar bepaalde specifieke geluidsfrequenties. Hogere frequenties creëren hogere noten, en lagere frequenties creëren lagere noten.
Muziekinstrumenten

Muzikaal geluid kan ook worden gecreëerd door muziekinstrumenten. Pijporgels, houtblazers, saxofoons, theremins en andere elektronische instrumenten zijn allemaal voorbeelden, en elk daarvan maakt op verschillende manieren muzikaal geluid.

Houtblazers en andere soortgelijke instrumenten maken geluid door vibrerende luchtkolommen. Door de lengte van de instrumenten aan te passen, of gaten in de zijkanten te openen en te sluiten, wordt de natuurlijke trillingsfrequentie van de kolom gewijzigd, waardoor verschillende noten worden geproduceerd.

Snaarinstrumenten creëren geluid door staande golven te produceren op strakke snaren die versterkt in het lichaam van het instrument. De frequentie waarmee een snaar trilt, is afhankelijk van de massadichtheid, lengte en spanning.

Daarom kunnen deze instrumenten worden gestemd door de spanning van de snaren aan te passen, en waarom sommige snaren dikker zijn dan andere . Het is ook de reden waarom op een instrument als een gitaar verschillende noten worden gemaakt door de snaren naar beneden te drukken op de frets - hierbij varieert u in wezen de lengte van de snaren.

Andere instrumenten werken volgens het principe van een vibrerend membraan. Drums zijn hiervan een goed voorbeeld. Een drumvel kan worden gezien als de tweedimensionale versie van de trillende snaar. De frequenties waarop het trilt wanneer het wordt geraakt, zijn afhankelijk van de massadichtheid en spanning, maar omdat het een tweedimensionaal membraan is, zijn er veel meer mogelijke trillingsmodi.
Beats en Beat-frequenties

Beats zijn een fenomeen die het gevolg zijn van interferentie met geluidsgolven en veel toepassingen hebben, waaronder in muziekinstrumenten. Als twee geluidsgolven van verschillende frequenties interfereren, is een variërende amplitude het gevolg van een schakelaar tussen constructieve interferentie en destructieve interferentie tussen de twee golven. Deze variatie in de luidheid van het geluid staat bekend als beats.

De beatfrequentie wordt gedefinieerd als het verschil in frequentie tussen de twee oorspronkelijke golven. Dit betekent dat hoe dichter de twee frequenties zijn, hoe kleiner de beatfrequentie is (wat betekent dat er minder slagen per seconde zijn), waardoor ze gemakkelijker te onderscheiden zijn met het menselijk oor.

Bepaalde beatfrequenties worden waargenomen door het menselijk oor als een 'subjectieve frequentie' of 'verschilfrequentie'.