Sunetul muzical și calitățile lui

Ce este sunetul?
Sunetul ca fenomen fizic
Proprietățile fizice (naturale) ale vibrațiilor
Frecvența sonoră
Continuitatea în timp
Amplitudinea vibrațiilor
Forma spectrală a vibrațiilor (conținutul în armonice)
Sunetul ca fenomen fiziologic
Sunet muzical și zgomot.
Calitățile fiziologice ale sunetului
Înălțimea sonoră
Durata sunetului
Intensitatea sonoră
Timbrul sonor

Ne aflăm în permanență în mijlocul unui univers de sunete și zgomote. Cântul păsărilor, foșnetul pădurilor, murmurul apelor, vuietul motoarelor, zgomotul străzilor și al activității noastre cotidiene și multe alte asemenea manifestări constituie vastul domeniu sonor. Acest impresionant univers sonor, amplificat cu mult de către mintea și mâna omului prin numeroase instrumente producătoare de sunete și zgomote, constituie domeniul din care muzica, arta sunetelor, își procură și selectează materia primă pe care o prelucrează și organizează apoi în acel expresiv limbaj al sunetelor capabil să redea prin imagini specifice, realitatea înconjurătoare, să comunice idei, gânduri, sentimente, emoții.

Ce este sunetul?

Tot ce auzim poartă numele de sunet (în limba latină, sono = a suna, a face zgomot). Sunetul este produsul natural al vibrațiilor materiei elastice care compune corpurile, în cazul în care acestea sunt acționate pentru a vibra fie pe cale naturală fie pe cale mecanică, fie prin intervenția directă a omului. Fenomenul sonor – prin care înțelegem atât sunetul muzical cât și zgomotul – se prezintă mult mai complex în esența sa; de aceea, știința modernă, în definirea sunetului, are în vedere trei aspecte: fizic, fiziologic și psihologic. Fiecare dintre aceste aspecte ale fenomenului sonor complex evoluează în zone diferite: fenomenul fizic în natură, cel fiziologic în organism (la nivelul simțiurilor), iar cel psihologic în zona afectiv-emoțională a ființei umane.

Producerea vibrațiilor în natură și propagarea lor în mediul ambiant, până la organul auditiv, alcătuiesc fenomenul sonor fizic, care se desfășoară după legi obiective, deci în afara conștiinței omenești și independent de ea. El se studiază de către acustica fizică, disciplină care are în vedere originea (sursa) vibrațiilor generatoare ale fenomenului sonor, modul lor de producere, calitățile fizice ale vibrațiilor, propagarea și transportarea acestora pe calea undelor atmosferice până la organul auditiv.

Receptarea vibrațiilor de către auz și comunicarea acestora sistemului nervos central, unde se formează senzația sonoră, constituie latura fiziologică a fenomenului. În acest stadiu, vibrațiile materiale devin sunet, ele îmbracă un caracter subiectiv datorită prelucrărilor de ordin fiziologic la care le supune organismul uman ce reacționează în mod diferit la impulsurile din afară, uneori variind de la om la om. Întregul proces al percepției vibrațiilor cu ajutorul organului auditiv și al trecerii lor prin diverse transformări până ce devin senzație sonoră constituie obiectul acusticii fiziologice, care studiază mecanismul audiției cu structura aparatului auditiv și cu funcțiile sale biologice, preluând explicarea fenomenului sonor din punctul de unde vibrațiile pătrund în corpul omenesc și urmărindu-l până la stadiul de senzație.

Reflectarea simplelor senzații auditive în conștiința omului și traducerea lor în stări afective, emoționale, constituie latura psihică a fenomenului. În această fază, actul sonor senzitiv este transpus, corelat și proiectat în zona fiziologică în lumea complexă a afectului, producând reacții și manifestări de natură psiho-emoțională, cum ar fi: bucuria, extazul, durerea, melancolia, plăcerea, tristețea etc. Fenomenul sonor dobândește acum un și mai pronunțat caracter subiectiv, deoarece evoluează într-o zonă cu particularități sui generis, adică ținând de fiecare individ în parte.

Sunetul ca fenomen fizic

Sunetul, ca fenomen fizic, constituie produsul vibrațiilor repezi ale corpurilor elastice din natură, indiferent de starea lor de agregare: solide (metalul, lemnul, sticla, pământul, diferite membrane), lichide (apa) sau gazoase (coloanele de aer).

Producerea vibrațiilor: în tratarea fenomenului de producere a vibrațiilor, următoarele aspecte interesează în mod deosebit arta sonoră: – condițiile naturale și forțele care acționează în procesul vibrării corpurilor; – legile fizice care stau la baza fenomenului; – calitățile (proprietățile) fizice ale vibrațiilor; – corpuri (surse) producătoare de sunete.

Proprietățile fizice (naturale) ale vibrațiilor:

Vibrațiile corpurilor sonore posedă patru calități (proprietăți) naturale: frecvență, continuitate în timp, amplitudine și formă (conformație) spectrală (componență de armonice).

Frecvența sonoră

Numărul vibrațiilor periodice produs într-o secundă constituie frecvența sunetului rezultant (corespondent fiziologic = Înălțimea sonoră). Măsurarea frecvenței sonore se face în hertzi (simbol Hz) un hertz fiind egal cu o vibrație dublă sau completă sau completă pe secundă. Sunetul cel mai grav audibil se produce la o frecvență de 16 Hz, exprimat în catalogul acustic general prin simbolul Do-2 (sunetul Do din subcontraoctavă); iar cel mai acut, la o frecvență apropiată de 20.000 Hz (20 kHz).

Continuitatea în timp

Calitatea vibrațiilor de a evolua în timp o numim continuitate (corespondent fiziologic = durata sonoră). Măsurarea continuității vibrațiilor se face în știință prin unități de valoare obiectivă (absolută) ale timpului solar: minute, secunde sau subdiviziuni ale acestora din urmă. În muzică durata (continuitatea și discontinuitatea sunetelor în timp) constituie criteriul esențial în generarea ritmului.

Amplitudinea vibrațiilor

Elongația (extensia) maximă pe care o realizează mișcarea vibrației față de poziția de repaus, poartă în știință numele de amplitudine (corespondent fiziologic = intensitatea sonoră). Unitatea internațională prin care se măsoară amplitudinea vibrațiilor (intensitatea sonoră) poartă numele de fon, iar în versiunea americană și engleză decibel (1 fon = 1 decibel).

Din punct de vedere fizic, amplitudinea unei vibrații depinde de mai mulți factori:

cantitatea de energie (impulsie) ce se imprimă mișcării vibratorii și se transmite mediului ambiant;
dimensiunile corpului vibrator;
distanța la care se află corpul vibrator față de aparatul auditiv receptor;
calitatea mediului în care se propagă (aer liber, sală închisă, prezența unor obstacole absorbante etc.)

Cu privire la primul factor, în funcție de energia mecanică ce se imprimă mișcării vibratorii, amplitudinea capătă mărimi (dimensiuni) variabile.

Cu privire la cel de-al doilea factor, deși se acționează prin impulsuri și energii mecanice egale, amplitudinea poate diferii dacă vibrațiile sunt produse de corpuri inegale ca dimensiune (lungime, suprafață și volum). Sonoritățile emise de contrabas – spre exemplu – sunt mult mai ample decât cele emise de vioară, chiar dacă se imprimă coardelor aceeași energie vibratorie.

Cu privire la cel de-al treilea factor, amplitudinea se află în raport invers proporțional cu distanța de la care se face receptarea sunetului: cu cât această distanță este mai mare, cu atât amplitudinea receptată este mai mică și viceversa.

Cu privire la ultimul factor – calitatea mediului în care se propagă vibrațiile – orice mediu ambiant, în funcție de structura proprie, consumă mai mult sau mai puțin din amplitudinea vibrației, modificându-i valorile inițiale (legea absorbției).

Forma spectrală a vibrațiilor (conținutul în armonice)

Cea de-a patra proprietate naturală a vibrațiilor unui corp sonor o constituie forma spectrală complexă pe care acestea o iau în procesul producerii lor, fenomen din care rezultă armonicele (corespondent fiziologic = timbrul sonor).

Orice corp sonor – coardă, coloană de aer, membrană etc. – dacă este pus în mișcare vibrează nu numai în toată lungimea sa, producând sunetul fundamental (segmente) adică în jumătăți, treimi, pătrimi, cincimi etc.

Vibrațiile parțiale produc sunetele lor proprii – de frecvențe mai înalte și intensități mai mici – ce se suprapun celui fundamental, numindu-se, din această cauză, sunete armonice, concomitente sau parțiale. Un sunet emis de orice instrument muzical sau cu vocea poartă deasupra lui o serie de alte sunete, abia perceptibile cu auzul liber, denumite armonice. Amestecul în proporție variabilă a sunetului fundamental cu armonicele sale, precum și intensitatea și calitatea acestora decurgând din modul cum sunt produse, determină timbrul, acea proprietate sui generis a orcărui corp sonor.

Sunetul ca fenomen fiziologic

În fiziologie, prin sunet se înțelege senzația produsă asupra organului auditiv de către vibrațiile materiale ale corpurilor impulsionate din afară pe calea undelor atmosferice. Studiul fiziologic al sunetului privește latura senzitivă a fenomenului, adică efectul pe care-l produc asupra simțului auditiv mișcările vibratorii pătrunse în organism și modalitatea de transformare a acestora – prin calități noi – în senzație sonoră.

Sunet muzical și zgomot.

Din punct de vedere al substanței, senzația sonoră se prezintă sub două forme de bază: sunet muzical și zgomot.

Sunetul muzical

Un sunet se consideră muzical dacă are frecvența (înălțimea) determinabilă, ceea ce îi conferă capacitatea de a fi utilizat în sistemele muzicale de intonație – melodice și armonice. El este produsul vibrațiilor repezi, uniforme și periodice (isocrone) ale corpurilor sonore. După forma vibrațiilor de care este produs, sunetul muzical se prezintă sub două feluri: simplu (pur)și compus (timbrat). Sunetul muzical simplu (pur) rezultă din vibrația de o formă unică, simplă, neposedând armonice. El se obține în laboratoare speciale, prin aparate electronice capabile să producă sunete fără armonice în componența lor. Sunetul muzical compus (timbrat) deține armonice (sunete parțiale) în alcătuirea sa, în seria cărora se distinge, predominând auditiv, sunetul fundamental (generator). Se consideră compus întrucât un asemenea sunet rezultă din concomitența mai multor sunete simple (armonice) de frecvențe mai înalte și de intensitate mai mică ce însoțesc pe cel fundamental.

Zgomotul

Senzația de zgomot constituie efectul auditiv al vibrațiilor neperiodice și neuniforme, în complexul cărora nu există componente bine definite, din care cauză nu posedă frecvență (înălțime) precisă. Zgomotul deține însă celelalte proprietăți sonore naturale: continuitate (durată), amplitudine (intensitate) și timbru la care – prin tratare electroacustică – i se poate adăuga și spațialitate (volum înconjurător).

Calitățile fiziologice ale sunetului

Calitățile fizice ale sunetului , în contact cu facultățile auditive ale omului, se transformă în proprietăți fiziologice astfel:

Frecvența vibrațiilor se percepe auditiv ca înălțime;
Continuitatea în timp a vibrațiilor se percepe auditiv ca durată;
Amplitudinea vibrațiilorse percepe auditiv ca intensitate;
Forma spectrală a vibrațiilor (compoziția în armonice) se percepe auditiv ca timbru.

Cele patru proprietăți naturale determină deci, pe plan fiziologic, ceea ce numim și percepem obișnuit ca sunet muzical.

Înălțimea sonoră

Prin înălțime sonoră se înțelege senzația pe care frecvența vibrațiilor o produce asupra simțului nostru auditiv. Datorită înălțimii, un sunet oarecare ne apare mai acut sau mai grav față de alte sunete; de aceea, înălțimea este criteriul principal de organizare și categorisire a spațiului sonor pe plan intonațional.

Punctul de orientare pe plan acustic și muzical pentru întregul material sonor îl constituie sunetul la din octava întâi = 440Hz, care a fost desemnat ca diapazon oficial pentru construcția și acordarea tuturor instrumentelor muzicale. În raport cu sunetul la = 440Hz se măsoară și se identifică înălțimile tuturor celorlalte sunete muzicale prin calcule acustico-matematice.

Din punct de vedere muzical, înălțimea stă la baza evoluției și dezvoltării artei sunetelor în sfera sa intonațională, din jocul variat de înălțimi sonore rezultând în muzică cele trei principale forme ale expresiei intonaționale: melodia, armonia și polifonia.

Melodia – se compune din succesiuni de sunete de diferite înălțimi, într-o ordine de referință diacronică.
Armonia – se compune din sunete de înălțimi diferite, dar într-o ordine artistică de referință verticală (sincronică).
Polifonia, arta îmbinării și suprapunerii mai multor melodii, folosește de asemenea, înălțimile sonore în ambele sensuri ale realizării artistice: linii melodice (plan orizontal) și suprapuneri acordice (plan vertical).

Durata sunetului

Prin durată se înțelege senzația desfășurării în timp a oricărui fenomen, deci și al celui sonor. Ca dimensiune de ordin muzical, durata reprezintă axa pe care evoluează și se desfășoară în timp toate componentele muzicii, ea fiind elementul care configurează ritmul. Datorită duratei, timpul material poate fi divizat în diverse formule generând ritmul, factorul de impuls, mișcare și propulsie al întregii muzici. Variatele posibilități de combinare a duratelor muzicale exprimate prin valori audibile (sunete) și neaudibile (pauze) duc la conturarea ritmului, cu formele sale structurale infinite: de la ritmurile simple, primare, până la cele mai complexe.

Intensitatea sonoră

Prin intensitate sonoră înțelegem senzația pe care o produce asupra organului nostru auditiv amplitudinea (volumul) vibrațiilor. Preceprele de ordin teoretic și practic determinate de intensitatea sonoră alcătuiesc ceea ce în artă și știință se numește dinamică.

Limbajul muzical este unicul mijloc prin care se conferă intensității sonore sensuri și valențe expresive, emoționale, ce vin să se adauge celor obținute pe plan intonațional și ritmic. Șirul nesfârșit de nuanțe muzicale – cu infinitele lor posibilități de gradare – își are pornirea de la intensitatea sunetelor care generează dinamica muzicală – arta de a reda discursul muzical în nuanțele și cu accentele cele mai expresive.

Timbrul sonor

Forma complexă (spectrală) a vibrațiilor din care rezultă armonicele se percepe ca timbru – calitate fiziologică ce distinge sunetul după sursa care l-a produs (coardă, coloană de aer, membrană, bara metalică sau din lemn, generatorul electronic, vocea etc.)

Organul nostru auditiv percepe armonicele global, datorită unei duble capacități: