Cosa sono gli infrasuoni e gli ultrasuoni? Quali sono i rapporti tra la notazione musicale e parametri del suono? Cos'è un'onda sonora? In questo articolo parliamo sinteticamente del suono e dei princìpi della sua rappresentazione grafica.
In questo articolo, che può essere definito come la tipica "lezione uno" di un corso di teoria, tratteremo come i parametri del suono e alcuni concetti di base della notazione musicale. L'intenzione che mi ha spinto ha scrivere in questo caso non è stata quella di sviscerare la fisica acustica, ho semplicemente voluto pubblicare una breve panoramica per... dummies :-).
Suoni e rumori
I fenomeni acustici, cioè ciò che percepiamo tramite le nostre orecchie, sono generati da vibrazioni che si diffondono attraverso l’aria. I suoni nascono dalla vibrazione di un corpo elastico, come la corda di una chitarra o la membrana di un tamburo, o dal movimento dell’aria compressa in un tubo, come nel caso del flauto. Se il suono è indefinito o sgradevole abbiamo la percezione di un rumore. Al contrario, se ci risulta piacevole, al nostro cervello arriva un messaggio diverso, cioè una musica. La musica può essere definita come l’arte di organizzare i suoni e i silenzi.
La frequenza e gli Hertz
Stavamo dicendo che alla base del suono ci sono le vibrazioni. Queste si propagano nell’aria in forma di onde acustiche. Il numero di queste vibrazioni viene calcolato al secondo, questo parametro prende il nome di frequenza. L’unità di misura della frequenza si chiama Hertz, abbreviata nella sigla Hz, nome derivato da colui a cui dobbiamo la scoperta della propagazione delle onde elettromagnetiche nello spazio, Heinrich Hertz (1857-1894).
Infrasuoni e ultrasuoni
Il nostro orecchio è in grado di percepire i suoni la cui frequenza è compresa tra i 16 e i 16.000 Hz. Al di sotto di questa forbice abbiamo gli infrasuoni, al di sopra gli ultrasuoni.
L’estensione del pianoforte si colloca tra i 27,5 e i 4186 Hz, oltre questi limiti i suoni risultano poco piacevoli. I suoni che ci risultano gradevoli sono classificati come determinati, gli altri, cioè quelli che chiamiamo rumori, vengono denominati indeterminati. Va detto che la distinzione tra le due tipologie di suono è stata oggetto di molte variazioni nel corso tempo, e ad oggi è una classificazione in gran parte superata con l’utilizzo di strumenti nuovi e della musica elettronica.
L'onda sonora
Ecco la rappresentazione grafica di un’onda sonora.
Altezza
La lunghezza d’onda è il parametro in relazione all’altezza del suono, l’ampiezza rappresenta invece la sua intensità.
Altezza e intensità sono due parametri del suono, a questi vanno aggiunti timbro e durata. Vediamoli sinteticamente uno per uno.
L’altezza è determinata dal numero di vibrazioni al secondo, più alto è questo numero e più acuto sarà il suono che percepiamo. Al contrario più basso sarà il numero degli Hz e più grave sarà il suono. Nelle figure che seguono potete vedere la rappresentazione di un suono grave (pochi Hz) e di uno acuto (molti Hz).
In musica l’altezza è rappresentata dalla diversa posizione delle note sul rigo musicale. Un suono grave sarà scritto in basso ed uno acuto in alto.
Intensità
L’intensità è il parametro che indica il volume del suono. In questo caso utilizziamo aggettivi come forte o debole. Un suono sarà forte se generato da vibrazioni ampie, sarà debole invece se le vibrazioni che lo producono hanno un’escursione minore. In questo caso il numero di vibrazioni può essere anche lo stesso, cambia solo l’ampiezza. L’unità di misura dell’intensità sonora è il decibel (dB). Per fare qualche esempio una piccola foglia che cade a terra produce più o meno 10 dB, un cantante senza microfono circa 75 dB, un jet che decolla a 25/30 metri di distanza 130 dB. Quest’ultimo esempio si colloca sulla soglia del dolore. Oltre i 130 dB ci sono seri rischi di danni per il nostro udito. In musica esistono varie diciture e segni grafici per indicare l'intensità che deve avere una nota. Nelle figure seguenti potete vedere la rappresentazione di un suono forte (vibrazioni ampie) e di uno debole (vibrazioni poco ampie).
Durata
La durata è un parametro caratteristico della musica, essendo un’arte che si esprime nel tempo e non nello spazio come per esempio la scultura. La durata rappresenta il tempo che intercorre tra l’inizio e la fine di un suono. In musica questo parametro viene indicato attraverso varie figure grafiche. I momenti di silenzio vengono indicati con altri segni chiamati pause. Eccone alcuni esempi.
Timbro
Il timbro è caratteristico di ogni voce umana e di ogni strumento, ci permette di distinguere uno strumento da un altro o di riconoscere una persona sentendone solo la voce. Questo è reso possibile dalla presenza del suono principale e da altri, di minore intensità, chiamati armonici. La frequenza di questi suoni è un multiplo del suono principale. Possiamo paragonare questo processo a quello che avviene con la formazione dei colori. Se vediamo un oggetto verde noi percepiamo solo questo colore, che però deriva da una miscela di giallo e blu.
Inoltre il timbro dipende dalla forma d’onda. Per definirla vengono usati termini come sinusoidale, dente di sega, quadra, triangolare ed altri ancora. Nella figura successiva potete vederne la rappresentazione grafica in alcuni esempi.
Ritmo
Il ritmo è l’ultimo parametro che analizziamo. Tutto ha un ritmo, regolare o irregolare che sia, anche il nostro battito cardiaco o il nostro respiro. L’organizzazione del ritmo in musica si è evoluta nel corso del tempo. Nel ritmo antico si teneva conto solo della durata dei suoni, intesi come delle unità, e i loro multipli. Nel ritmo moderno i suoni sono organizzati in schemi, detti misure o battute, in cui sono presenti dei punti fissi detti accenti forti e deboli, che si ripetono in maniera regolare. La figura che segue vi mostra la divisione in battute di un rigo musicale.
Come ho scritto all'inizio di questo articolo ho cercato di descrivervi i parametri basilari del suono senza però avere la pretesa di scrivere un trattato a riguardo. Piuttosto ho cercato di mettere in fila alcuni punti che spero adesso vi siano più chiari.
Per i chitarristi c'è un altro articolo che tratta questi argomenti da un altro punto di vista, potete accedere direttamente da qui:
Il suono: considerazioni utili per il chitarrista elettrico
Ciao, buono studio e alla prossima!
Luca Gelli