La acústica musical o acústica musical es un campo multidisciplinario que combina conocimientos de la física , [1] [2] [3] psicofísica , [4] organología [5] (clasificación de los instrumentos), fisiología , [6] teoría musical , [7 ] etnomusicología , [8] procesamiento de señales y construcción de instrumentos, [9] entre otras disciplinas. Como rama de la acústica , se ocupa de investigar y describir la física de la música : cómo suenase emplean para hacer música. Ejemplos de áreas de estudio son la función de los instrumentos musicales , la voz humana (la física del habla y el canto ), el análisis informático de la melodía y el uso clínico de la música en la musicoterapia .
El pionero de la acústica musical fue Hermann von Helmholtz , un erudito alemán del siglo XIX que fue un influyente médico , físico , fisiólogo, músico, matemático y filósofo. Su libro Sobre las sensaciones del tono como base fisiológica de la teoría de la música [7] es un compendio revolucionario de varios estudios y enfoques que proporcionaron una perspectiva completamente nueva de la teoría musical, la interpretación musical, la psicología musical y el comportamiento físico de los instrumentos musicales. .
Siempre que se tocan dos tonos diferentes al mismo tiempo, sus ondas sonoras interactúan entre sí: los altos y bajos en la presión del aire se refuerzan entre sí para producir una onda sonora diferente. Cualquier onda sonora repetitiva que no sea una onda sinusoidal puede modelarse mediante muchas ondas sinusoidales diferentes de las frecuencias y amplitudes adecuadas (un espectro de frecuencia ). En los seres humanos, el aparato auditivo (compuesto por los oídos y el cerebro ) generalmente puede aislar estos tonos y escucharlos con claridad. Cuando se tocan dos o más tonos a la vez, una variación de la presión del aire en el oído "contiene" los tonos de cada uno, y el oído y / o el cerebro los aíslan y decodifican en tonos distintos.
Cuando las fuentes de sonido originales son perfectamente periódicas, la nota consta de varias ondas sinusoidales relacionadas (que se suman matemáticamente entre sí) llamadas fundamentales y armónicos , parciales o armónicos . Los sonidos tienen espectros de frecuencia armónica . La frecuencia más baja presente es la fundamental, y es la frecuencia a la que vibra toda la onda. Los armónicos vibran más rápido que el fundamental, pero deben vibrar en múltiplos enteros de la frecuencia fundamental para que la onda total sea exactamente la misma en cada ciclo. Los instrumentos reales son casi periódicos, pero las frecuencias de los armónicos son ligeramente imperfectas, por lo que la forma de la onda cambia ligeramente con el tiempo. [ cita requerida ]
Las variaciones en el aire de presión en contra de la oreja del tambor, y el procesamiento y la interpretación físico y neurológico posterior, dan lugar a la experiencia subjetiva llamado sonido . La mayoría de los sonidos que las personas reconocen como musicales están dominados por vibraciones periódicas o regulares más que por vibraciones no periódicas; es decir, los sonidos musicales suelen tener un tono definido . La transmisión de estas variaciones a través del aire se realiza mediante una onda sonora . En un caso muy simple, el sonido de una onda sinusoidal, que se considera el modelo más básico de una forma de onda de sonido, hace que la presión del aire aumente y disminuya de manera regular y se escuche como un tono muy puro. Se pueden producir tonos puros afinando diapasones o silbando . La velocidad a la que oscila la presión del aire es la frecuencia del tono, que se mide en oscilaciones por segundo, llamadas hercios . La frecuencia es el principal determinante del tono percibido . La frecuencia de los instrumentos musicales puede cambiar con la altitud debido a cambios en la presión del aire.
* Este gráfico solo se muestra hasta C 0 , aunque algunos órganos de tubos, como el Boardwalk Hall Auditorium Organ , se extienden hasta C −1 (una octava por debajo de C 0 ). Además, la frecuencia fundamental de la tuba subcontrabajo es B ♭ −1 .