Cuando la serie armónica llama al timbre, por Marta Michelena

Chicos, esta entrada no la he escrito yo, ResisZienzia. Es cortesía de una amiga mía, Marta Michelena (@MartaMicc), compañera de hace mucho ya (demasiado pienso a veces…) de la banda. Está acabando 4º de grado profesional en el Conservatorio profesional de música de Torrente y pertenece a la Banda Primitiva de Paiporta (a la que también pertenezco). Le pedí a ver si nos podía aportar algo relacionado con la música y a poder ser que tuviera que ver algo con la ciencia…y qué mejor que las matemáticas. Así que os dejo con ella, disfrutad:

Partiendo de que una de las principales características que debe tener el sonido para ser audible por el humano es que su frecuencia se mantenga entre los 20 y 20000 Hz, vamos a hablar de la serie armónica.

Para entender la serie armónica, hay que entender primero los conceptos de tono, semitono, e intervalo.

Cogemos como ejemplo la escala de Do Mayor (aquí podéis escucharla).

TONO: es un intervalo musical (si dividimos la octava, sería una sexta parte). Do-Re-Mi, Fa-Sol-La-Si.

SEMITONO: es un intervalo musical que vale la mitad de un tono (doceava parte de una octava) y se correspondería con las teclas negras del piano. Do-Do# (“do sostenido“) Re-Re# Mi-Fa (entre estas dos notas ya existe un semitono al igual que entre Si-Do).

[QUIZÁS TE INTERESE: DANDO LA NOTA: ¿QUÉ SON Y DE DÓNDE HAN SALIDO?]

ESCALA MAYOR DO

Ahora que ya sabemos esto, podemos centrarnos en el fenómeno físico que da pie a la serie de armónicos: el timbre.

El timbre hace que distingamos entre 2 sonidos de igual intensidad (fuerte o piano) y altura (agudo o grave).

Por ejemplo, si oímos una flauta y un clarinete y los diferenciamos, esto se debe a que cada sonido fundamental esta siempre acompañado de otros cuya frecuencia es múltiplo de la correspondiente al principal, los cuales son llamados armónicos del primero. ¿Cómoooo?

Hablando a lo bruto, esto significaría que si distinguimos un clarinete de una flauta es porque el clarinete solo tiene las frecuencias que son múltiplo impar, creando un sonido característico “más nasal” para los instrumentos que tienen esta propiedad (esto se debe a que es un instrumento de viento que consta de un tubo cerrado por un extremo). Sin embargo, la flauta, al ser un tubo abierto, dependiendo de la nota generará mas o menos armónicos (La produce solo hasta el cuarto, y el Do más grave, contando con una flauta con pata de do, generará hasta el 8).

FLAUTA:

Sin título

CLARINETE:

clarinete

La serie armónica, sería definida en matemáticas como la siguiente suma infinita:

serie_armonica

Se llama así porque la longitud de onda de los armónicos de una cuerda que vibra es proporcional a su longitud según la serie de fracciones unitarias: 1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/7…

El primer sonido de la serie, (fundamental del acorde), tiene una frecuencia que sería la que nosotros percibimos. El resto de armónicos se unirían a esta sin alterarla aparentemente y no los podríamos diferenciar pero seguirían estando ahí.

El segundo sonido de la serie tiene una frecuencia doble de la del primero. Su altura es una octava por encima de aquél.

El tercer sonido tiene una frecuencia triple de la del primero. Tendría una altura de quinta justa (tres tonos y un semitono) por encima del segundo.

El cuarto sonido tiene una frecuencia doble de la del segundo; su altura será una octava por encima de éste (dos octavas por encima de la fundamental).

El quinto se encuentra una tercera mayor (dos tonos) por encima del sonido número cuatro.

Los quinto y sexto están a distancia de una tercera menor (un tono y un semitono) y el sonido 6 tiene un índice doble del 3 y está una octava sobre él.1280416631_107415873_3-CLASES-DE-MUSICA-INICIACION-ARMONIA-COMPOSICION-Educacion-Profesores-1280416631

Y así sucesivamente. En la teoría solo se estudian hasta 16 armónicos, pero la serie puede ser infinita.

A partir del sonido 16, el intervalo entre dos sonidos sucesivos es menor de un semitono (La mitad de un tono).

A parte de todo esto, claro está, también intervienen en la percepción del sonido el material del cual están hechos (clarinete de madera, y flauta de metal generalmente), que son ambos viento madera pero uno usa caña (clarinete) y otro bisel (flauta), que el clarinete tiene una campana al final que da más proyección de sonido que el de la flauta (la cual tiene casi la misma grosor por todo el tubo) y mil motivos más.

 

Fuentes:

http://html.rincondelvago.com/audicion-humana-y-animal.html

http://berminguez.wordpress.com/2013/04/08/instrumentos-de-viento-flauta-clarinete/

http://www.flautaandalucia.org/Personal/articulos/Z_TODO_FLAUTA_7_Sonidos%20armonicos%20y%20parciales.F.J.LOPEZ.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Audici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Serie_arm%C3%B3nica_(matem%C3%A1ticas)

 

¡No te olvides de seguir a Scire Science en Facebook y Twitter!

 

 

Anuncios

Acerca de ResisZienzia

Aquí os explico un poco más sobre mí... https://scirescience.wordpress.com/2014/05/31/sobre-el-autor/ Pd: para "navegar" entre entradas, a la derecha en el principio de la página tenéis las distintas categorías.
Esta entrada fue publicada en Música y etiquetada , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Guarda el enlace permanente.

Una respuesta a Cuando la serie armónica llama al timbre, por Marta Michelena

  1. Pingback: Tempo, compás y ritmo: el latido de la música | Scire Science

¿Alguna duda? ¿Quieres matizar? No dudes, pues, en comentar.

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s