3. Tipus de sons
|
Vibracions elementals Sons purs Sons musicals Percepció dels sons purs i musicals Sorolls |
Anterior Següent 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, 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)
- y s'anomena elongació i representa la separació de la boleta del punt d'equilibri en un moment donat,
- A s'anomena amplitud, equival a l'elongació màxima,
- f s'anomena freqüència i és el nombre de vibracions elementals per segon, i
- t és el temps, mesurat en segons.
 |
| 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.
Exemple gràfic
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:
- Tot i ésser periòdics, no es poden descriure amb una simple sinusoide. La forma de la corba és més complexa.
- La intensitat de les vibracions pot ésser constant o amortir-se gradualment; en aquest darrer cas tenim una vibració periòdica amortida.
- A més, durant uns instants inicials més o menys breus, la vibració té unes característiques especials. Per això la duració d'un so musical se sol dividir en tres fases, de difícil formulació exacta: atac, fase periòdica i extinció.
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.
 |
| Representació gràfica d'un so. La forma de la corba suggereix més o menys un conjunt de sinusoides, però en realitat cap, individualment, no ho és. |
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.
Exemple gràfic i sonor
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 aproximadament periòdiques que al llarg de la seva duració mantenen una sèrie de característiques compatibles amb una percepció definida de to.
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:
- Un soroll de Gauss resulta de la fluctuació aleatòria de la intensitat d'un so d'una freqüència determinada, al voltant d'un valor central i d'acord amb una distribució de Gauss.
- Un soroll blanc resulta de la combinació aleatòria de totes les freqüències audibles amb una amplitud uniforme.
| Soroll de Gauss |  |
Soroll blanc | |