Questa seconda componente acustica, in base alla quale ciò che noi udiamo ci risulta più o meno forte o più o meno debole, dipende dall’ampiezza delle vibrazioni, cioè dal maggiore o minore spostamento compiuto dalle oscillazioni della sorgente acustica.
Ecco come si rappresenta lo stesso suono (cioè un suono sempre con la stessa altezza) ora debole, ora forte:
Nel secondo caso le creste e gli avvallamenti dell’onda sono più accentuati, cioè più ampi rispetto al primo.
Due sono in particolare le misure con cui viene calcolata l’intensità: una, che si chiama watt, dal nome dell’inventore scozzese James Watt (1736-1819), indica la vera e propria energia posseduta dalle oscillazioni della sorgente acustica;
L’altro invece, detta decibel (abbreviato dB), dal nome del fisiologo scozzese Alexander Graham Bell (1847-1922) calcola l’intensità in base alla sensazione che essa provocava in noi.
Il massimo livello di intensità che il nostro orecchio può percepire, prima di provare dolore e subire danni irreparabili, è di 120 dB, un livello che indica un’intensità un milione di volte più forte del minimo percepibile.
Sembra un livello difficilmente raggiungibile, eppure oggi nella nostra vita esistono molti effetti acustici che si avvicinano pericolosamente a questo limiti.
Questa prima componente dell’acustica, in base alla quale ciò che noi udiamo di risulta più o meno grave e profondo oppure più o meno acuto o stridulo, dipende dal numero di oscillazioni compiute dalla sorgente ascustica in una porzione di tempo (in genere si assume, come unità di tempo, il minuto secondo): quanto più numerose, e quindi più fitte, sono queste oscillazioni, tanto più alto, cioè tanto più acuto e stridulo, ci risulta l’effetto acustico.
Ora, mentre il rumore, a causa dell’irregolarità delle sue onde ha un’altezza difficilmente misurabile con precisione, il suono, grazie all’uniformità delle sue vibrazioni, può essere distinto in varie frequenze. In altre parole, il suono ha un moto oscillatorio periodico, cioè dotato dello stesso numero di vibrazioni nella medesima unità di tempo.
Questo numero costante di vibrazioni si chiama periodo o anche Hertz (abbreviato Hz) dal nome del fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) che studio questo fenomeno.
Ecco pertanto, qui a fianco, come si possono graficamente rappresentare due suoni diversi in base alla loro altezza.
Nel suono rappresentato in alto il numero delle vibrazioni comprese in un secondo è maggiore che nel suono sottostante, pertanto il suono superiore è più acuto del suono inferiore.
Nei confronti dell’altezza il nostro orecchio possiede limiti abbastanza precisi: in particolare per essere da noi avvertito un effetto acustico deve possere almeno 16 periodi, ossia vibrare per 16 volte in un secondo. Un numero inferiore di vibrazioni provoca un effetto per noi inudibile e si entra nel campo degli infrasuoni.
D’altra parte un effetto acustico non deve superare i 16.000/20.000 periodi: al di là di questo limite infatti il nostro orecchio non udrà di nuovo nulla e il suono prodotto apparterrà al campo degli ultrasuoni.
Questi limiti valgono solo per l’uomo: molti animali infatti hanno possibilità ben più ampie, sopratutto per quanto riguarda il campo delle alte frequenze; ecco qualche esempio:
Quando parliamo di effetti acustici, possiamo suddividerli in due categorie principali in base al tipo di onde che li generano: suono e rumore.
Il rumore, invece, è caratterizzato da onde irregolari e variabili. Può essere caotico e imprevedibile, come il brusio di una folla, il fruscio delle foglie o il traffico cittadino.
Il suono si verifica quando le onde sonore sono regolari e costanti nel tempo. Un esempio tipico è il suono di un diapason o di una nota musicale pura, che produce vibrazioni armoniche e prevedibili.
Come si rappresentano graficamente Suono e Rumore?
Possiamo visualizzare queste differenze rappresentando le onde acustiche in forma di grafico:
Il suono puro appare come una curva sinusoidale regolare e ripetitiva.
Il rumore si manifesta come un’onda irregolare e discontinua, senza un pattern definito.
Nella figura sottostante, puoi vedere la distinzione tra queste due forme d’onda, che mostrano chiaramente la differenza tra un segnale sonoro armonico e un segnale rumoroso.
Suono e Rumore nella Musica: Un confine sottile
Quando pensiamo alla musica, la associamo principalmente ai suoni, ovvero vibrazioni acustiche regolari e armoniche. Melodie, accordi e ritmi sono costruiti con suoni organizzati secondo precise regole. Tuttavia, i rumori non sono affatto esclusi dal mondo musicale, anzi, in alcuni generi e sperimentazioni diventano elementi fondamentali di espressione.
L’utilizzo dei rumori nella Musica
Fin dall’antichità, strumenti a percussione e tecniche vocali hanno incorporato elementi rumorosi. Ma è nel XX secolo che il rumore ha iniziato a essere considerato parte integrante del linguaggio musicale, grazie a movimenti d’avanguardia e all’evoluzione della tecnologia sonora.
La Musica Concreta: Quando il rumore diventa arte
Uno degli esempi più significativi di utilizzo del rumore nella musica è la Musica Concreta, un genere sviluppato negli anni ‘40 dal compositore francese Pierre Schaeffer. Questo stile si basa sulla manipolazione di suoni registrati, inclusi rumori ambientali, voci, suoni industriali e naturali, trasformandoli in composizioni artistiche.
Alcuni esempi di opere basate sui rumori:
“Étude aux chemins de fer” (1948) di Pierre Schaeffer – Questa composizione è una delle prime opere di musica concreta e utilizza esclusivamente registrazioni di treni in movimento. Schaeffer manipolò i suoni delle locomotive, dei binari e dei fischi del treno attraverso tecniche come il montaggio su nastro magnetico, il reverse e il looping, trasformandoli in un’esperienza musicale astratta e innovativa:
“Ionisation” (1931) di Edgard Varèse – Una composizione orchestrale che utilizza esclusivamente strumenti a percussione, creando un flusso sonoro privo di note tradizionali:
Le sperimentazioni di John Cage, come il celebre “4’33”, in cui il “silenzio” e i suoni dell’ambiente circostante diventano la vera composizione
Il Rumore come linguaggio musicale
L’evoluzione della musica ha dimostrato che il confine tra suono e rumore è sempre più sottile. Se un tempo il rumore era considerato un elemento estraneo alla musica, oggi è diventato parte integrante di numerosi generi, dal rock sperimentale alla musica elettronica, fino alla musica concreta.
Stili come l’industrial, il noise e il drone trasformano suoni distorti, feedback e texture rumorose in strumenti espressivi, capaci di evocare emozioni e suggestioni uniche. Anche in generi più accessibili come il pop e l’hip-hop, il rumore viene impiegato in modo sottile, attraverso campionamenti ambientali, effetti di distorsione e glitch sonori, che arricchiscono la produzione musicale e ne ampliano le possibilità creative.
In definitiva, il rumore non è più un semplice elemento di disturbo, ma una risorsa sonora in grado di ampliare i confini della musica. La sperimentazione sonora continua a dimostrare che ogni suono, per quanto insolito o irregolare, può diventare musica se inserito in un contesto espressivo significativo.
L’acustica è la scienza che studia tutti i fenomeni sonori che sperimentiamo nella vita quotidiana. Si occupa di come i suoni vengono generati, di come si propagano e di come vengono percepiti dal nostro orecchio.
Per comprendere questi fenomeni, è necessario analizzare il suono attraverso quattro fasi fondamentali:
Generazione – Come si produce il suono.
Propagazione – Come il suono viaggia nell’aria o attraverso altri mezzi.
Ricezione – Come il nostro orecchio capta le onde sonore.
Percezione – Come il cervello interpreta i suoni ricevuti.
Queste fasi permettono di comprendere il complesso mondo dell’acustica e il ruolo che il suono svolge nella nostra esperienza quotidiana.
Prima fase – La sorgente acustica
Ogni fenomeno acustico nasce dalla vibrazione di un corpo elastico. Quando un materiale viene sottoposto a una deformazione, tende naturalmente a ritornare alla sua forma originale, generando così vibrazioni. È importante ricordare che tutti i corpi solidi possiedono un certo grado di elasticità, compresi materiali apparentemente rigidi come il marmo e l’acciaio. Anche i fluidi, come l’acqua e l’aria, sono elastici e possono trasmettere vibrazioni.
Quando percuotiamo un oggetto, anche se la deformazione può sembrare impercettibile, essa è comunque presente. L’oggetto inizia a vibrare per un certo periodo e trasferisce queste vibrazioni all’aria circostante, dando origine al suono.
Seconda fase – Il mezzo propagante
Affinché un suono possa raggiungere il nostro orecchio, è necessario un mezzo che trasmetta le vibrazioni dalla sorgente sonora. Il principale mezzo di propagazione è l’aria, ma il suono può viaggiare anche attraverso solidi e liquidi.
Nel vuoto, come nello spazio interstellare o sulla Luna, il suono non può propagarsi, poiché mancano particelle che possano essere sollecitate e trasmettere le vibrazioni. Senza un mezzo propagante, il suono semplicemente non esiste.
L’esperimento di Robert Boyle
Il primo a studiare la propagazione del suono e il ruolo dell’aria fu Robert Boyle (1627-1691), un nobile inglese appassionato di scienza. Attraverso i suoi esperimenti, riuscì a dimostrare che, in assenza d’aria, il suono non può propagarsi.
Per verificarlo, progettò e costruì una pompa per l’aspirazione dell’aria, collegandola a una campana di vetro ermetica. All’interno della campana posizionò un orologio dal ticchettio ben udibile. Man mano che estraeva l’aria, si accorse che il suono dell’orologio diventava sempre più debole, fino a scomparire completamente una volta creato il vuoto. Questo esperimento dimostrò in modo chiaro che il suono ha bisogno di un mezzo, come l’aria, per propagarsi.
La propagazione delle onde sonore
L’aria che circonda una sorgente acustica viene messa in movimento dalle sue vibrazioni, generando una serie di onde sonore. Queste onde si diffondono nello spazio in cerchi concentrici, alternando zone di compressione (dove le molecole d’aria si addensano) e rarefazione (dove le molecole si disperdono).
La velocità di propagazione del suono dipende dalla densità molecolare del mezzo attraversato: più il mezzo è denso, più rapidamente le onde sonore si trasmettono. Ad esempio, il suono viaggia più velocemente nei solidi rispetto ai liquidi e nei liquidi rispetto ai gas.
Terza fase – Il mezzo ricevente: l’orecchio
Grazie al mezzo propagante, il suono può raggiungere il nostro orecchio, permettendoci di percepirlo.
L’orecchio è un meccanismo straordinario e complesso, il cui compito è trasformare le onde sonore in stimoli nervosi che il cervello può interpretare. Questo processo ci consente non solo di sentire i suoni, ma anche di riconoscerne l’intensità, il timbro e la direzione di provenienza.
Il processo di percezione del suono
Le onde sonore, una volta giunte all’orecchio, mettono in vibrazione la membrana del timpano, una sottile struttura che funge da primo ricevitore del suono. Tuttavia, queste vibrazioni sono molto deboli e necessitano di essere amplificate per poter essere percepite chiaramente.
L’amplificazione avviene grazie a tre piccoli ossicini dell’orecchio medio: il martello, l’incudine e la staffa, che triplicano l’energia delle onde trasmesse dal timpano. Queste vibrazioni vengono poi trasferite all’Organo di Corti, una straordinaria struttura situata nell’orecchio interno.
L’Organo di Corti, che prende il nome dal suo scopritore, è un meccanismo incredibilmente complesso, composto da circa 7.500 elementi racchiusi in soli 2 cm². Il suo compito è fondamentale: trasformare le onde sonore in impulsi elettrici. Questi segnali vengono trasmessi al cervello attraverso il nervo acustico, permettendoci di percepire e interpretare il suono.
Quarta fase – Il cervello
Il ruolo del cervello nella percezione del suono
Il cervello, spesso paragonato a un computer straordinario e ancora in parte misterioso, ha il compito di tradurre gli stimoli acustici ricevuti dall’orecchio in sensazioni sonore.
Grazie a questo processo, non solo riusciamo a percepire i suoni, ma possiamo anche riconoscerli, interpretarli e attribuirgli un significato. È il cervello, infatti, che ci permette di distinguere una voce familiare, apprezzare la musica o cogliere la direzione da cui proviene un suono.
La psicoacustica e la percezione del suono
L’elaborazione dei suoni da parte del cervello è un processo estremamente complesso, studiato da una disciplina specifica: la psicoacustica. Questa scienza analizza il modo in cui percepiamo i suoni e dimostra che l’esperienza acustica varia da persona a persona.
In altre parole, così come ognuno ha una propria sensibilità visiva, anche la percezione dei suoni è soggettiva. Ad esempio, quando qualcuno descrive un colore come “verde chiaro”, non può avere la certezza che un’altra persona lo percepisca esattamente nello stesso modo. Lo stesso principio si applica agli effetti acustici: il volume, il timbro o la qualità di un suono possono essere interpretati in maniera leggermente diversa da ogni individuo.
