Frecuencias audibles del sonido y física de las notas musicales

CÓMO SE PRODUCE EL SONIDO

El sonido se produce cuando un cuerpo vibra rápidamente. Este cuerpo al vibrar empuja a las partículas de aire que tiene más cerca, y éstas a sus vecinas, y éstas a sus vecinas… hasta que las últimas partículas de aire se introducen en nuestro oído a través del canal auditivo hasta el tímpano, al que también por empuje hacen vibrar. La vibración del tímpano estimula a su vez a los “huesecillos” que continúan transmitiendo ese movimiento vibratorio hasta las células nerviosas del oído interno, las cuales envían impulsos eléctricos hacia el cerebro en donde por fin son interpretadas como sonido.
A la propagación de una vibración a través de un medio elástico (como puede ser el aire) se la denomina “onda sonora”.

Fichas de dominó de pie en fila. Efecto dominó.Como veis en este proceso de “empuje” lo que se va transmitiendo es una fuerza (una energía) que va afectando a todas las partículas de aire hasta que finalmente penetra en nuestro oído y se convierte en algo que podemos oír gracias a nuestro cerebro.
Podemos concluir entonces con que no hay un transporte de materia desde ese objeto vibrante hasta nuestro oído. Las partículas de aire que están próximas a ese objeto no viajan hasta nuestro oído. Lo que va “viajando” es la fuerza que provoca esa vibración transmitiéndose de unas a otras.

QUÉ ES LA FRECUENCIA DE VIBRACIÓN

La frecuencia mide el número de repeticiones de cualquier fenómeno por unidad de tiempo. Se mide en hercios (Hz) que es la cantidad de veces que se repite ese fenómeno por segundo.
Por ejemplo, si yo digo que un fenómeno tiene una frecuencia de 2 hercios (2 Hz) significa que se repite 2 veces por segundo.
En el ejemplo de la vibración de nuestra lengua, si decimos que vibra a una frecuencia de 2 Hz, estaríamos diciendo que vibra 2 veces por segundo. (r – – r cada segundo)

Una cuerda de guitarra que vibra MUY despacio
La vibración de un cuerpo sonoro (como puede ser una cuerda de guitarra que pulsamos con un dedo) es un fenómeno repetitivo y por lo tanto podremos medir la frecuencia con que se produce su vibración. Vibrará cierto número de veces por segundo.

Como podéis observar en la imagen anterior de nuestra cuerda su frecuencia de vibración es más o menos de 1 Hz (1 Hercio), porque realiza una vibración completa cada segundo. Vibra muy despacio, tan despacio que incluso podemos ver el movimiento que realiza al vibrar. Su vibración es menor incluso de 1 Hz, pero para no liaros con decimales lo redondeo.

Cuando una cuerda vibra empuja a las partículas de aire que tiene más cerca, y éstas a las siguientes, y éstas a las siguientes… hasta que finalmente las últimas partículas estimulan nuestro oído. Y es entonces cuando oímos el sonido que produce.
Durante todo el tiempo que permanece vibrando una cuerda estará continuamente empujando partículas de aire.

Si la cuerda vibra muy despacio el sonido que producirá será MUY GRAVE, como la voz de un monstruo de voz ronca.
Si la cuerda vibra muy rápido el sonido que producirá será MUY AGUDO, como la voz de una fina señorita cuando chilla.

LAS NOTAS MUSICALES SON VIBRACIONES

Como ya habréis adivinado las notas musicales también son sonidos producidos por vibración, la vibración de una cuerda al ser pulsada por nuestro dedo, por ejemplo.

Esa cuerda tendrá una tensión determinada y dependiendo de la tensión que tenga vibrará cierto número de veces por segundo al ser pulsada (x Hz). Y por lo tanto producirá un determinado sonido, o nota musical.

Cuando pulsamos una cuerda que está POCO TENSA vibra POCAS VECES por segundo (pocos Hz). Por lo tanto su sonido será GRAVE.

NUESTRO SISTEMA MUSICAL TIENE 12 NOTAS

¿Pero no tenía 7 notas nada más: Do, Re, Mi, Fa, Sol, La y Si?
Pues no, tiene 12. Porque entre algunas de éstas notas existe un sonido intermedio que lleva el mismo nombre de las dos entre las que se encuentra, pero acompañado de una ALTERACIÓN (# o ♭). En un teclado podemos identificar estos sonidos intermedios con las teclas negras.

INTRODUCCIÓN A LAS OCTAVAS

Un piano tiene alrededor de 88 teclas, unos algunas más y otros menos. Pero la mayoría de pianos modernos tienen 88 (52 blancas y 36 negras).


Todo el teclado está dividido en grupos de 12 teclas. Observad en la imagen anterior las teclas con números del 1 al 12, cuyos nombres he puesto en la parte derecha de la misma imagen.
El dibujo o diseño que veis en esas 12 teclas se repite 7 veces a lo largo de todo el teclado de nuestro piano de 88 teclas. Y nos “sobran” 3 teclas a la izquierda del todo y 1 tecla a la derecha del todo.

tabla frecuencias notas musicales

Aquí os dejo una tabla con las FRECUENCIAS de todas las NOTAS musicales que entran en el rango de las 88 teclas de un piano (aunque también he puesto algunas frecuencias más).

En la tabla cada OCTAVA está pintada de un color para que veáis su correspondiente lugar en el teclado que se encuentra bajo la tabla. Y en dicho teclado os he puesto también los nombres de las notas musicales en la OCTAVA 4, que es la de color verde, aunque ya sabéis que en el resto de octavas las notas musicales se llaman igual.

Si queréis calcular las frecuencias de las notas de la OCTAVA 9 (que ya no he puesto) solo tenéis que coger cada nota de la OCTAVA 8 y multiplicar su frecuencia por 2. Así por ejemplo la frecuencia del Do en la octava 8 es de 4186,01 Hz (hercios), pues la del Do en la octava 9 será de 4186,01 x 2 = 8372,02 Hz. Y hacemos lo mismo con cada nota de la octava 8.

Observad cómo en cada octava la frecuencia de cada nota es siempre el doble que en la octava anterior. Aunque a veces se ha hecho redondeo de decimales.