Freqüència de vibració

Col·laboració de Alessandra Rosa per al capítol Música visual

El terme vibració es refereix en particular a una oscil-lació mecànica al voltant d’un punt d’equilibri; la unitat de mesura dels vibraciòns és el Hertz, en honor del famós físic alemany Heinrich Hertz qui va descobrir les ones electromagnètiques. Aquesta unitat determina la freqüència de les oscil-lacions en un segon. La oscil-laciò pot ser periòdica, com el moviment d’un pèndol, o a l’atzar, com el moviment d’un pneumàtic en una carretera d’asfalt.

Les vibracions són un fenomen desitjat en molts casos (per exemple, en el funcionament del diapason, i de molts instruments musicals). Més sovint, però, les vibracions no són desitjades, poden dispersar l’energia i crear soroll i sons no desitjat (per exemple, en el funcionament dels motors i dels automòbils en general).

Els estudis sobre el so i les diferents vibracions són entrellaçades. Els sons, ones de pressió, sòn generades per estructures vibrants (per exemple, les cordes vocals), i les ones de pressió pot generar, al mateix temp, vibracions de les estructures. Així que quan s’intenta reduir el soroll, el problema és reduir la vibració que lo causa.

Com tots els fenòmens acústics, el so és una pertorbació de caràcter oscil-latori que es propaga amb una determinata freqüència en un medi elàstic. El nombre d’oscil-lacions (variacions de pressió) per segon s’anomena freqüència del so.

Musicalment, els sons aguts, alt, com els que es juguen per un violí, o com un xiulet, tenen freqüències de nombre alto (altes freqüències) i els sons greus, baix, com un trombó, un baix elèctric o un tro en la distància, tenen números de freqüència petites (baixes freqüències). Des d’aquest punt de vista, la freqüència s’aproxima al concepte d’alçada: notes baixes tenen els seus sons bàsics que tenen números de freqüència petites, les notes altes tenen fonamentals amb números de freqüència més grans. Les harmònics de un so són sons amb freqüències que són múltiples del so principal. En la música, més un so es compon de diferents elements, més el so es defineix complex: es part des del so d’una flauta dolça, compost pels sons fonamentals i de molt pocs harmònics, fins el so d’instruments de corda, compost de moltes freqüències sub-harmòniques. Tan mès les freqüències secundaries que se superposen a la principal no són harmònics (han freqüències que no són múltiples de la fonamental), més t’acostes al soroll. Es pot distingir el concepte de so i de soroll: el soroll és en general un sentiment que sorgeix en l’home quan una pertorbació mecànica es propaga en un mitjà elàstic i lo fent vibrar. Per aquesta raó, moltes vegades es tracta de sons els que estímuls acústics tenen components en freqüència multiples de la freqüència fonamental. El soroll generalment es descriuen com una sensació auditiva desagradable i molest o intolerable. L’orella humà és sensible als estímuls acústics els que freqüències es troben entre les 16-20 Hz i 20 kHz. No és igualment sensible a totes les freqüències, però és més sensible en el rang entre 2 kHz i 5 kHz, i és molt menys sensible a les freqüències extremadament altes o extremadament baixes. Aquest fenomen és més pronunciat en els nivells baixos de pressió sonora que a nivells alts.

Relacionant els canvis de pressió amb els de la freqüència, pot obtenir un diagrama anomenat espectre acústic, a través del qual se pot representer la distribució de l’energia del so en les seves parts constituents. L’absència de periodicitat i l’ amplitud constant d’un determinat fenomen acústic en tot l’espectre de freqüències d’aquest diagrama és anomenat soroll blanc.

Des del Big Bang, tot en l’univers vibra. Tots els materials, àtoms, molècules i tot tipus de substàncies vibran quan s’aplica energia. No podem veure l’energia però podem veure els seves efectes observant els diferents tipus de vibració. A través d’aquestes vibracions, l’energia es transfereix d’una substància a una altra.

Al zero absolut de temperatura tots els materials deixen de vibrar. Amb l’augment de la temperatura, vibren. La velocitat i la freqüència de vibració depèn de la substància (pes molecular, l’estructura molecular, mida de l’estructura mecànica, etc) .. Quan un diapason és copejat, vibra amb una nota particular, que és la seva freqüència de ressonància. Tots els objectes materials del nostre entorn, per tant, consisteixen en àtoms que s’uneixen entre si de diverses maneres per formar una enorme varietat d’estructures moleculars que no són rígids i immòbils, sinó que varien en funció de la seva temperatura i en harmonia amb les vibracions tèrmiques del seu ambient. En els atòms en vibraciò, els electrons estan lligats als nuclis atòmics per forces elèctriques que tracten de mantenir-los el més a prop possible, i els electrones reaccionen a aquest confinament girant a alta velocitat. En els nuclis, finalment, els protons i els neutrons estan comprimits en un volum petit per les intenses forces nuclears i per tant enrenou amb una velocitat inimaginable. Les vibracions i les seves freqüències no són per tant limitat a un sol àmbit, sinó que s’estenen a una àmplia xarxa de fenòmens que ocorren en la naturalesa.

Col·laboració de Alessandra Rosa per al capítol Música visual