Fisica e musica sono inestricabilmente collegati. Tutto comincia ovviamente dalla fisica del suono. Il suono nasce da vibrazioni rapide e dinamiche di un tamburo, di una corda di violino, di un diapason etc.
Prendiamo un diapason ed il suo moto ritmico avanti ed indietro, prima comprime l’aria ad esso adiacente e quando va nella direzione opposta la decomprime. Questo movimento crea nell’aria un’onda di pressione che noi definiamo onda sonora.
Quest’onda raggiunge molto velocemente le nostre orecchie, alla cosiddetta velocità del suono, ovvero 340 metri al secondo. Questa velocità è quella a cui si muove il suono nell’aria a temperatura ambiente. Essa può cambiare a secondo del mezzo in cui il suono si propaga, ad esempio nell’acqua il suono viaggia ad una velocità quattro volte superiore.
La velocità del suono è infinitamente più bassa di quella della luce (e di tutta la radiazione elettromagnetica) che raggiunge i 300.000 chilometri al secondo. Anche la luce visibile però nell’acqua subisce una riduzione della sua velocità di circa un terzo.
Ma torniamo alla nostra onda sonora, magari provocata da un diapason, quando essa raggiunge le nostre orecchie tira e spinge i timpani con lo stesso ritmo delle oscillazioni del diapason. Attraverso un meccanismo piuttosto complicato i timpani fanno vibrare tre ossicini dell’orecchio medio chiamati martello, incudine e staffa. Questi ossicini a loro volta producono delle onde nei fluidi interni delle orecchie che a loro volta si traducono in impulsi nervosi elettrici che consentono al nostro cervello di interpretare i suoni.
Le onde sonore, come per la verità tutti i tipi di onda, hanno tre caratteristiche principali: la frequenza, la lunghezza d’onda e l’ampiezza. La frequenza è il numero delle onde che passano in un certo punto in un determinato momento. La lunghezza d’onda è invece la distanza tra due creste d’onda successive (o due valli ). Tanto è più alta la frequenza tanto è più corta la lunghezza d’onda. L’ampiezza determina invece l’intensità di un suono, maggiore è l’ampiezza tanto più forte sarà il suono.
L’intensità del suono si misura in decibel, l’unità di misura logaritmica del rapporto fra due grandezze omogenee. Il tono ovvero quanto quel suono si trova in alto o in basso nella scala musicale è determinato dalla frequenza d’onda.
L’orecchio umano è in grado di percepire una frequenza d’onda incredibile che può oscillare tra i 20 ed i 20.000 hertz, capacità che decresce con il passare dell’età.
E grazie a questi principi di base che siamo in grado di apprezzare un notturno di Chopin o un brano dei Beatles.
