3. Tipus de sons

Vibracions elementals.- Sons purs.- Sons musicals.- Percepció dels sons purs i musicals.- Sorolls. Índex

Vibracions elementals

Suposem una molla perfectament elàstica subjecta per un extrem; a l'altre extrem hi ha una boleta pesant. En equilibri, la força corresponent al pes allarga la molla fins que la força elàstica la compensa. Apartem la bola d'aquest punt d'equilibri - la molla s'allarga - i a continuació la deixem anar; la bola torna al punt d'equilibri, l'ultrapassa tot escurçant-se, torna al punt d'equilibri, tot allargant-se, torna al punt d'equilibri, ara escurçant-se, i així successivament, en un moviment que si no fos per diversos factors continuaria indefinidament. Aquest moviment és semblant - no pas exactament igual - al d'un pèndol, s'anomena moviment harmònic simple i correspon a una vibració elemental.

Si representem en abscisses el temps transcorregut i en ordenades el punt de l'espai ocupat per la boleta, es forma una corba que s'anomena sinusoide, representativa d'aquesta vibració simple.

La sinusoide correspon a la funció

y = A sin (2 π f t)
sinusoide
La sinusoide, representativa de les vibracions elementals.

 

Sons purs

Un so pur és el que correspon a una vibració simple; els sons reals, entre els quals els produïts pels instruments musicals, són complexos. Els sons purs són productes de laboratori, difícils de reproduir fora d'aquest, i sense valor musical. Tanmateix es fa necessari estudiar-ne les propietats, ja que es troben a la base de les dels sons reals o compostos.

Feu clic a Exemple sonor. S'obrirà en una nova pàgina.

Exemple sonor

  1. Activeu la casella d'acceptació (I accept the risk and want to run this app.) i feu clic a Run. Alguns navegadors exigeixen una autorització prèvia per a executar applets de Java. I en tot cas cal que Java estigui instal·lat en el nostre equip.
  2. Poseu a zero totes els indicadors de freqüència fent clic a Clear.
  3. Col·loqueu successivament el cursor del ratolí damunt els quadrets blancs. Observeu que a cada un hi correspon una freqüència. Si cal, ajusteu el ventall de freqüències disponibles amb l'eina Playing Frequency.
  4. Arrossegueu un quadret blanc qualsevol (i només un) fins a la línia que hi ha sota Sines.
  5. Observeu la forma de la sinusoide corresponent a la frequència escollida.
  6. Activeu la casella Sound i obtindreu un so raonablement pur de la freqüència indicada.
  7. Repetiu l'experiment observant com sonen les freqüències molt greus, les mitjanes i les molt altes.

 

Sons musicals

Des d'un punt de vista físic, els sons musicals comparteixen amb els sons purs la qualitat de consistir en una vibració periòdica i de donar una sensació de to relacionada amb la freqüència d'aquesta.

Però els sons musicals es diferencien dels sons purs en tres punts:

En l'estudi del so musical ens concentrarem en la fase periòdica.

Com a vibracions periòdiques que són, es poden aplicar als sons musicals els conceptes de freqüència i de període: el temps corresponent a la vibració elemental, a partir de la finalització de la qual comença la repetició, és el període, i el nombre de vibracions que es produeixen un la unitat de temps - un segon - és la freqüència.

so compost
Representació gràfica d'un so. La forma de la corba és més complexa que la d'una sinusoide.

 

Percepció dels sons purs i dels sons musicals

Els sons purs són, musicalment parlant, insípids i sense gràcia; això, unit a la dificultat d'obtenir-ne, fa que no es facin servir.

Hi ha un fet cabdal en la percepció dels sons musicals: la percepció de to és independent de la complexitat de l'ona i en principi coincideix amb el d'un to pur de la mateixa freqüència.

Això ens permet relaxar una mica la definició dels sons musicals, i dir que són vibracions periòdiques complexes que al llarg de la seva duració mantenen una sèrie de característiques compatibles amb una percepció definida de to.

Feu clic a Exemple sonor. S'obrirà en una nova pàgina.

Exemple sonor

  1. Activeu la casella d'acceptació (I accept the risk and want to run this app.) i feu clic a Run. Alguns navegadors exigeixen una aitorització prèvia per a executar applets de Java. I en tot cas cal que Java estigui instal·lat en el nostre equip.
  2. Poseu a zero totes els indicadors de freqüència fent clic a Clear.
  3. Col·loqueu successivament el cursor del ratolí damunt els quadrets blancs. Observeu que a cada un hi correspon una freqüència. Si cal, ajusteu el ventall de freqüències disponibles amb l'eina Playing Frequency.
  4. Arrossegueu dos quadrets blancs qualssevol fins a la línia que hi ha sota Sines.
  5. Observeu la forma de la vibració: ara ja no és una sinusoide, però es descompon en sinusoides. Activeu la casella Sound. Com sona?
  6. A continuació torneu-ne a desplaçar dos, però ara assegureu-vos que la freqüència de l'un sigui exactament el doble de la de l'altra. Com sona ara?
  7. Finalment, desplaceu-ne 4, de manera que es trobin en la proporció 1:2:4:8 (per exemple 80, 160, 320 i 640). Millorem?

Conclusió: si els sons purs són insípìds, els simultanis a l'atzar ens porten a la idea de soroll. En canvi, sembla que a l'oïda li agraden els sons simultanis amb una determinada relació numèrica. Hi tornarem.

 

Sorolls

Si comparem el so d'una flauta i el que fa una pedra que cau a terra, immeditament sorgeix una distinció dels sons en dos grans grups: sons musicals i sorolls.

La diferència rau en el fet que el primer és periòdic i el segon o no ho és o la seva periodicitat és molt poc aparent; en aquest darrer cas parlem de soroll.

Un soroll típic és una vibració la naturalesa de la qual varia constantment al llarg del temps, i que en cada moment resulta de la superposició de diverses freqüències o de diverses amplituds sense cap relació entre l'una i l'altra.

La varietat dels sorolls és infinita. Hi ha, però, dos casos especials que mereixen esment especial: