Musikaren zientzia (I): Soinua

Josu Lopez-Gazpio

Musika egiteko soinuak behar dira, baina, zer da soinua? Eguneroko hizkuntzan galdera horren erantzuna nahiko argi dugun arren, agian, besterik gabe, ez gara pentsatzen jarri. Entzun ezin daitezkeen soinuak ba al daude? Nola bihurtzen da soinua musika? Zer lotura dago soinuaren -alegia, soinu desberdinen- eta musika noten artean? Bada, erantzun horiek guztiak uhinen fisikan daude eta, hortik, soinua deritzogun fenomeno fisikoan barneratuko gara. Gaur ez irakurri: entzun jarraian datorrena.

1. irudia: Soka baten bibrazioak soinua egiten du, eta sokaren bibrazio maiztasunak tonu desberdinak sortzen ditu. (Argazkia: Free-Photos – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Soinua uhin mekanikoen hedapena eragiten duen edozein fenomeno da -entzungarria zein entzunezina izan- eta hedapen hori, oro har, gorputz baten bibrazio-higidura sortzen duen fluido edo ingurune elastikoan gertatzen da. Gizakiok entzun dezakegun soinua uhinez osatzen da, airean dauden molekulen pilaketak eragiten duena. Molekulak uhin baten antzera hedatzen dira eta, belarrietako tinpanora iristen direnean hauteman dezakegun sentsazioan bihurtzen dira; izan ere, entzumen-aparatuak molekulen pilaketa guretzat ulergarria den seinale elektriko bihurtzen du. Soinuaren hedapena analogia baten bidez uler daiteke. Demagun partikulez betetako hodi bat dugula, eta partikula horiek modu uniformean banatzen direla hodian zehar. Hodiaren mutur batean, pistoi baten bidez, partikulak aurreruntz bultzatzen badira, partikulen uhin bat sortuko da. Jarraian dagoen bideoan ondo ikus daiteke fenomeno hori.

Soinuaren ezaugarriak

Soinua gerta dadin eta antzeman dezagun, hiru elementu beharrezkoak dira: soinuaren iturria izango den bibrazioa, bibrazioa hedatzea ahalbidetuko duen ingurunea eta bibrazio hori jaso eta interpretatuko duen hartzailea, esaterako, gure entzumen-aparatua. Horren ondorioz, soinu deritzon sentsazioa hautemango dugu. Soinuak hiru ezaugarri nagusi ditu intentsitatea, tonua eta tinbrea eta horiei esker milaka soinu desberdin bereiz daitezke -laugarren ezaugarria soinuaren iraupena da-. Intentsitatea dezibeliotan neurtzen da eta soinuaren potentzia adierazten du. 0 dB-tan entzumen-ataria finkatzen da eta hortik gora eskalan kokatzen dira soinuak. Etxeko aspiragailu baten soinua 70 dB ingurukoa litzateke eta elkarrizketa arrunt bat 40 dB ingurukoa. Bolumenarekin ez nahasteko, jakin behar da bolumena soinua sortu den lekuan bertan duen intentsitatea dela, baina, jakina, bolumen bereko soinuaren intentsitatea txikitzen doa distantziaren arabera.

Soinuaren tonuak uhin bakoitzak eskala batean duen posizioa adierazten du: horrela bereizten dira goi-soinuak eta behe-soinuak. Behe-soinuen uhinek maiztasun baxua dute eta goi-soinuen uhinek, aldiz, maiztasun altuak. Giza entzumena ez da gai edozein maiztasuneko uhinak hautemateko: 20 eta 20.000 Hz bitarteko maiztasuna dutenak soilik identifikatzeko gai da. Soinuaren hirugarren ezaugarriari dagokionez, tinbrea, tonu eta intentsitate bereko bi soinu -foku desberdinetatik igorritakoak- bereizten laguntzen duen ezaugarria da. Espektro entzungarria jarraian dagoen bideoan entzun daiteke:

Bibrazioaren maiztasunean dago musika

Entzun bezala, espektro entzungarria edo eremu tonala 20 eta 20.000 Hz tartean dago. 20.000 Hz-etik gora -alegia, 20 kHz- ultrasoinuak daude eta 20 Hz azpitik infrasoinuak. Jakina, espektro entzungarriak ez dauka etenpunturik, alegia, soinuaren tonuak edozein balio izan dezake eskala horretan. Alabaina, soinuen eskala hori taldekatuta definitzen dugu eskala jarraia erabili ordez. Horixe dira notak. Taldekatze hori egingo ez balitz, mi eta fa noten artean soinu posibleen kopuru infinitua legoke eta ezinezkoa litzateke abesti baten partitura idaztea. Eremu tonala antolatzeko, Mendebaldean espektro entzungarria hiru tonutan eta hamaika zortzidunetan banatu ohi da. Beheko tonuak -lehen lau zortzidunak, 16 Hz-tik 256 Hz-ra-, erdiko tonuak -5., 6., eta 7. zortzidunak, 256 Hz-tik 2 kHz-etara- eta goiko tonuak -azken lau zortzidunak, 2 kHz-etatik 16 kHz-etara-.

Hortaz, musika egiteko eskuragarri ditugun tonuak, alabaina, ez dira infinituak -eta ezin dute izan musikaren idazkerak praktikoa izan behar badu-. Musika egiteko eta partiturak modu ulergarrian konposatu ahal izateko, infinituak diren soinu posibleak taldekatu egin dira notak osatuz. Honela uler daiteke: maiztasun posibleak jarraiak diren arren, arrapala baten modura -edozein posiziotan egon daiteke- noten bitartez maiztasun jakin batzuk bakarrik erabiltzen dira, eskailera baten modura -eskailera-maila batean edo bestean egotea posible da, baina, ez tartean-. Noten antolakuntza hori soinu-uhinen maiztasunaren arabera egiten da, alegia, uhinak duen bibrazioaren arabera. Esaterako, do zentralak -laugarren zortziduneko do-ak, pianoaren erdigunean kokatzen dena- 261,63 Hz maiztasuna du. Horrek esan nahi du, soka batek segundoko 261,63 aldiz bibratu behar duela soinu hori egiteko. Gitarra bat nola jotzen den buruan badugu, do zentrala lortuko dugu gitarraren sokak segundoko 261,63 aldiz bibratzen badu. Jarraia dagoen bideoan ikus daiteke bibrazioaren maiztasunak nola aldatzen duen soinua. Sonua zenbat eta altuagoa izan, hura eragin duen sokak azkarrago bibratzen du.

Bibrazio maiztasunen taldekatzeari esker, partituretan soinu desberdinen kopuru mugatu baina, erabilgarria dago, eta haiek modu ordenatuan jotzen dira abestiak sortzeko. Alabaina, instrumentu batean nota jakin bat jotzen denean bere inguruan dagoen airearen presio aldaketa txikia gertatzen da, esfera baten gisa hedatzen dena soinu-uhina sortuz eta belarriko tinpanora iristen dean zerbait sentitzen dugu: musika.

—————————————————–
Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
—————————————————–

Musikaren zientziari buruzko artikulu-sorta:

  1. Musikaren zientzia (I): Soinua
  2. Musikaren zientzia (II): Musika notak eta bibrazio maiztasunak
  3. Musikaren zientzia (eta III): Kultura eta zientzia

5 iruzkin

Eman iritzia

Nola demontre funtzionatzen dute edalontzi musikalek? - Zientzia Kaiera

[…] Kristalezko harpa ospe handiko musika tresna izan zen XVIII. mendean. Mozartek edo Beethovenek idatzi zituzten kristalezko harparako obrak. Baina zer da kristalezko harpa bat? Seguruenik noizbait ikusi duzu, edalontzi musikalak dira. Baina ba al dakizu zein den hauen funtzionamenduaren oinarri fisikoa? Bideo honetan minutu eskas batean azalduta dago kontua. Hala ere, gehiago jakin nahi izanez gero, eskura duzu musikaren zientzia. […]

Musikaren zientzia (eta III): Kultura eta zientzia - Zientzia Kaiera

[…] Soinua uhin mekanikoen hedapena eragiten duen edozein fenomeno da, entzungarria edo entzunezina izan. Soinuak dituen ezaugarrien artean, tonuak soinu jakin baten uhinak eskala batean duen posizioa adierazten du -behe-soinuetatik goi-soinuetara doan eskala-. Eskala horretan, 20 eta 20.000 Hz tartean dauden uhinak entzuteko gai gara eta hori oinarri hartuta antolatu da noten eskala. […]

Musikaren zientzia (I): Soinua • ZUZEU

[…] Josu Lopez-Gazpio kimikan doktoreak Zientzia Kaieran. […]

Musikaren zientzia (eta III): Kultura eta zientzia • ZUZEU

[…] Soinua uhin mekanikoen hedapena eragiten duen edozein fenomeno da, entzungarria edo entzunezina izan. Soinuak dituen ezaugarrien artean, tonuak soinu jakin baten uhinak eskala batean duen posizioa adierazten du -behe-soinuetatik goi-soinuetara doan eskala-. Eskala horretan, 20 eta 20.000 Hz tartean dauden uhinak entzuteko gai gara eta hori oinarri hartuta antolatu da noten eskala. […]

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>