corso di armonia - 1/IL SUONO

dal libro "Trattato di armonia tonicale" di A.F. Calabrese, Città del Sole, Reggio Calabria, 2010(2)

Riusciamo a comprendere l’ordine che risiede nell’armonia quando conosciamo tutte le relazioni che pervadono le note di cui essa è composta. Ed è la percezione dell’orecchio che conduce a questa conoscenza.
EULERO, Lettres à une Princesse d'Allemagne, VIII

Il suono è il risultato di una serie di vibrazioni di un corpo elastico. Esso è costituito da una duplice componente: da un lato, le vibrazioni acustiche che determinano nel soggetto la sensazione uditiva, dall’altro la sensazione uditiva determinata dalle vibrazioni. La sequenza di vibrazioni propagate attraverso l’aria giunge al nostro organo di udito, e quindi al cervello, che elabora a sua volta una serie di risposte fisiologiche ed emotive. Fino a non molto tempo addietro, una concezione particolarmente rigida separava nettamente la componente acustica, considerata oggettiva, da quella uditiva, considerata soggettiva. In realtà, entrambe le componenti del suono sono collegate da una serie di cause ed effetti che devono venire studiati in senso unitario, anche se è sempre possibile isolare ogni parte per uno studio analitico. Per giustificare una visione unitaria dell’atto sonoro, basti tenere presente che lo stesso orecchio umano presenta sorprendenti analogie con il mondo musicale: la coclea, nucleo dell’organo uditivo, presenta una struttura logaritmica basata sulla sezione aurea, in base alla quale la forma che essa assume possiede una simmetria proporzionale analoga a quella dei suoni naturali, ciò che la rende perfetta per l’elaborazione di dati vibrazionali.
Semplificando al massimo, si può pensare al logaritmo come qualcosa di differente da una scala graduata: in un righello, ad esempio, la successione delle misure è lineare, ossia ogni punto è equidistante dal successivo: esempi di scale lineari sono 1 – 1,5 – 2 – 2,5…, oppure 50, 550, 1050, 1550, 2050... In un logaritmo, invece, il rapporto fra numeri si basa su un fattore comune che permette di ampliare la serie in maniera proporzionale. L’esempio più evidente è: 1, 10, 100, 1000… (fattore 10), oppure 3, 9, 27, 81, 243... (fattore 3). L’orecchio si comporta nella stessa maniera: non ode i suoni in maniera lineare, ma logaritmica: in un ascolto lineare, infatti, un’ottava la-la1 sarebbe percepita come la differenza tra 55-27,5 Hertz = 27,5, con la3 = 440, mentre l’ottava la5-la5 sarebbe percepita come la differenza tra 3520-1760 = 1760 Hz. Si creerebbe pertanto una sorta di illusione sonora, per cui l’orecchio coglierebbe i suoni dell’ottava sovracuta come molto distanti fra loro rispetto a quelli dell’ottava grave. Ma l’ascolto logaritmico auricolare, mediante il fattore moltiplicativo di 2, permette di comprendere che la serie degli Hertz è ampliata in maniera proporzionale, e che pertanto le due ottave sono simmetriche. 
Il moto oscillatorio ingenera un periodo T, ossia il tempo necessario per eseguire un ciclo completo di oscillazione, e una frequenza v, ossia il numero di cicli nell’unità di tempo. La frequenza è inversamente proporzionale al periodo (v = 1/T) ed ha come unità di misura l’Hertz. Affinché abbia un’altezza stabile, il suono deve mantenere una frequenza costante. La diversa costituzione degli strumenti (a fiato, a corda, a percussione), influenza le vibrazioni, e inoltre va considerato che i risuonatori accolgono e amplificano il moto vibratorio della corda o della colonna d’aria. Il concetto di risonanza è importante, perché rende un sistema atto a partecipare alle vibrazioni generate da un altro sistema, e si può così esprimere: se un risuonatore possiede una sua frequenza di x Hz, inizierà a vibrare non solo quando il corpo vibrante principale effettuerà il suo moto alla stessa frequenza di x Hz, ma anche quando esso vibrerà all’incirca intorno alla frequenza x.