jueves, 11 de octubre de 2012

Tarea 2: VISIÓN MATEMÁTICA DE LA MÚSICA

El desarrollo de los aspectos matemáticos de la música está apoyado en tres bases: la física, la fisiológica y la cultural.


         Base física
 La emisión de “sonido” sin ninguna regularidad se llama “ruido”. Lo que recibe propiamente el nombre de “sonido” se caracteriza ante todo por responder a impulsos periódicos regulares, y viene caracterizado por:

  • Intensidad, que físicamente es la potencia transmitida.
  • Tono, o sea la frecuencia del movimiento vibratorio periódico básico.
  • Timbre, cualidad que le prestan los armónicos acompañantes, llamando armónicos a los componentes de la onda sónica de frecuencias mayores e intensidades menores que la principal, siendo dichas frecuencias múltiplos de la básica o de mayor intensidad.

Como acabamos de decir, el sonido debe consistir en vibraciones periódicas. Éstas vienen definidas por su frecuencia (repeticiones por segundo), y dentro de ellas, las más perfectas son las llamadas “armónicas”, caracterizadas por la proporcionalidad entre la fuerza originadora y el efecto producido (presión del aire). Matemáticamente, responden a la expresión:

 
x = a sin 2 π ν t


donde es:

  • x: Elongación (presión del aire).
  • a: Amplitud (elongación máxima).
  • ν: Frecuencia.
  • t: Tiempo.

Representaremos su gráfica para una amplitud a = 1 y una frecuencia   
ν = 440 hz, correspondiente a la nota definida internacionalmente como la3 (en algunos países, la5). En el dibujo se recogen cuatro períodos, en el intervalo comprendido entre 0 y 1/110 s.
                      
Sin embargo, sólo los sonidos puros (como los del diapasón) tendrán una gráfica así. En general, ésta tendrá un aspecto de este tipo:

                         
Pero se puede demostrar matemáticamente (descomposición en serie de Fourier) que toda función periódica es descomponible en otras de tipo sinusoidal y de frecuencias iguales, doble, triple, etc. (es decir, sus armónicos). Efectuado el análisis de la curva anterior, se halla que corresponde a la suma de otras tres curvas sinusoidales de períodos respectivos 2π, 4π y 6π. La ecuación de la curva sería así:

y = sin x + 1/2 sin 2 x +1/4 sin 3 x

Es decir, que el sonido de partida podría descomponerse en tres sonidos puros de períodos igual, doble y cuádruple. Éstas serían, superpuestas, sus tres gráficas respectivas:



                                    
Se comprende por tanto el interés de estudiar separadamente las distintas ondas sinusoidales simples, que son llamadas notas musicales. Desde luego, puede asociarse cada nota musical con una frecuencia, por lo que su número es infinito, pero algunas tienen nombre concreto.


Base fisiológica
         Cuando dos o más notas son emitidas simultáneamente, se genera un fenómeno ondulatorio de superposición de frecuencias. El efecto percibido es más “agradable” cuanto más sencilla es la relación de frecuencias, pues la onda resultante es también sencilla al poderse crear movimientos ondulatorios compuestos de un tipo como el visto anteriormente. Por ejemplo, el acorde más sencillo es el formado por una nota y la de frecuencia doble (llamada “la octava”) al coincidir un nodo de la primera con uno de cada dos de la segunda. Para el caso en que ambas tengan la misma amplitud, ésta es la gráfica:

                                   
Más generalmente: la relación entre dos notas es captada en función de sus frecuencias relativas, por lo que denominaremos “intervalo” entre ellas no a su diferencia de frecuencias, sino entre el cociente de las mismas. En el caso anterior, el intervalo entre una nota y su octava es 1:2.

Base cultural
Finalmente, el aspecto cultural incide al menos en un doble frente: en primer lugar, los usos culturales pueden modificar más o menos parcialmente los asertos anteriores, en especial la sensación estética, y, por otra parte, esos mismos usos influyen en la elección de una gama, es decir, de la individuación de algunas notas entre todas las posibles.

-Bibliografía:
http://www.sectormatematica.cl/musica.html

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