8. Harmònics i timbre
|
Harmònics Factors de variació en la composició dels harmònics Percepció dels harmònics: el timbre |
Anterior Següent Índex |
Harmònics
Les freqüències dels parcials dels sons emesos pels instruments musicals tenen, en general, una relació aritmètica simple, que podem expressar així:
f, 2f, 3f, 4f, 5f, 6f ...
La freqüència del primer parcial, f, coincideix amb la freqüència fonamental o freqüència de la vibració composta.
En aquest cas dels parcials també en diem harmònics. Del primer harmònic també en diem fonamental. Els altres harmònics s'anomenen segon harmònic, tercer harmònic, etc., i també primer sobretò, segon sobretò, etc.
La freqüència del primer harmònic és la responsable de la sensació de to, mentre els altres harmònics són responsables de la sensació de timbre.
 |
| Esquema representatiu de les vibracions que se superposen en un so format per un primer harmònic de 100 Hz i dos harmònics superiors de 200 Hz i 300 Hz. |
Exemple gràfic
Factors de variació en la composició dels harmònics
La composició dels sons emesos pels instruments musicals depenen de nombrosos factors: el mecanisme de la vibració original, el material, la forma, etc.
Alguns fets destacables són els següents:
- D'una manera general, la intensitat dels harmònics superiors tendeix a ésser menor que la dels inferiors.
- Les vibracions de l'aire en els tubs tancats només contenen els harmònics de nombre senar; per tant els instruments que s'hi basen són molt pobres en harmònics parells.
- Les intensitats relatives dels harmònics depenen, en major o menor mesura, del to fonamental i de la intensitat global. Un exemple típic és el fagot, amb composicions d'harmònics molt diferents en els sons aguts i en els greus.
- Alguns instruments poden ésser usats de formes diferents, i en resultarà modificat, entre d'altres coses, el sistema d'harmònics, i per tant el timbre. Per exemple, si en una corda vibrant fem una lleugera pressió en un dels punts en vibració, quedaran anul·lats tots els harmònics que no tinguin un node en aquell punt.
- La composició dels harmònics pot variar en les diverses fases de l'emissió d'una nota.
A continuació es presenten els perfils de les intensitats dels harmònics d'uns quants instruments:
 |
 |
 |
| Clarinet | Fagot (aguts) | Fagot (greus) |
 |
 |
 |
| Gaita | Trompeta (aguts) | Trompeta (greus) |
 |
||
| Violí |
Percepció dels harmònics: el timbre
Quan l'aparell auditiu capta diversos tons purs simultanis, la percepció que en té és complexa:
- La recerca dels psicòlegs de la música ha demostrat que el sistema auditiu tendeix a fusionar auditivament els components de freqüències harmònicament relacionades en una sola sensació, que és el to i que coincideix en general amb el de la freqüència de la vibració, i per tant amb la freqüència fonamental.
- Però a igualtat de to distingim un color de to, o timbre, que depèn de les intensitats relatives del fonamental i els harmònics superiors.
- I, finalment, amb una mica d'entrenament, el sistema auditiu és capaç de distingir, almenys parcialment, els diversos tons purs en joc.
Exemple gràfic i sonor
A continuació es presenten diversos exemples d'instruments (tingueu en compte que la qualitat sonora depèn de la tarjeta de so i de l'altaveu):
 |
|||||||
| Piano | Saxo | Oboè | Orgue | Harpa | Guitarra | Violí | Trompeta |
 |
|
|
|
|
|
|
|
Cal notar que el timbre és un factor important en la diferent percepció dels sons dels instruments musicals, però no pas l'únic. Els instruments també es diferencien per l'atac de la nota (instants inicials en què aquesta té característiques especials) i l'amortiment (intensitat constant o decreixent).