La fisica della chitarra - Oscar Fernando Perez

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I grandi maestri della chitarra come Jimi Hendrix riescono a usare la fisica delle onde a proprio piacimento, costruendo melodie con le vibrazioni e l'ispirazione del momento. Ma come fanno il legno, il metallo e la plastica a trasformarsi in ritmo, melodia e musica?
Oscar Fernando Perez ci spiega nel dettaglio la fisica della chitarra, dalla prima pennata all'arpeggio finale.

Jimi Hendrix, Kurt Cobain e Jimmy Page.

Grandi virtuosi della chitarra,

ma come fanno esattamente
i loro famosissimi strumenti

a produrre note, ritmo, melodia e musica?

Pizzicando la corda di una chitarra crei
una vibrazione, chiamata onda stazionaria.

Alcuni punti della corda, chiamati nodi,
restano completamente fermi,

mentre altri punti, gli antinodi,
oscillano avanti e indietro.

La vibrazione si trasmette alla cassa
attraverso manico e ponte della chitarra,

il cui legno sottile ed elastico vibra,

spingendo le molecole d'aria circostanti
ad avvicinarsi e allontanarsi tra loro.

Queste compressioni consecutive
creano le onde sonore,

che escono dall'interno della chitarra
attraverso la buca della cassa.

Infine, le onde raggiungono
il tuo orecchio

dove si trasformano in impulsi elettrici

che il cervello interpreta come suoni.

L'altezza di questi suoni dipende
dalla frequenza delle compressioni.

Una corda che vibra velocemente
crea molte compressioni vicine tra loro

producendo un suono alto,

e una vibrazione lenta
produce un suono basso.

Ci sono quattro cose che influenzano
la frequenza di vibrazione:

la lunghezza, la tensione,
la densità e lo spessore.

Di solito le corde della chitarra
sono tutte lunghe uguali,

e hanno una tensione simile,
ma differiscono per spessore e densità.

Le corde più spesse vibrano più lentamente
producendo note più basse.

Ogni volta che pizzichi una corda

crei diverse onde stazionarie.

C'è l'onda fondamentale,
che determina la nota prodotta,

ma ci sono anche altre onde,
le armoniche secondarie,

la cui frequenza è un multiplo
di quella della fondamentale.

Tutte queste onde si fondono
in un'onda complessa, dal suono più ricco.

A seconda di come pizzichi la corda
produci armoniche differenti.

Se la pizzichi vicino al centro

ottieni l'onda fondamentale
e le armoniche dispari,

che hanno un antinodo
al centro della corda.

Se la pizzichi vicino al ponte
ottieni soprattutto armoniche pari,

e un suono più brillante e metallico.

La scala usata nel mondo occidentale
si basa sulle armoniche di una corda.

Quando sentiamo suonare una nota
insieme a un'altra con frequenza doppia,

cioè proprio la sua prima armonica,

il suono è così armonioso
che diamo alle due note lo stesso nome,

e chiamiamo la distanza tra le due
"un'ottava".

Il resto della scala musicale si trova
all'interno di questa ottava

che viene suddivisa in dodici semitoni

la cui frequenza è sempre
2^(1/12) volte quella del precedente.

Questo fattore determina
la distanza tra un tasto e l'altro.

Ogni tasto divide l'ultima parte
della corda per 2^(1/12)

facendo aumentare la frequenza
di un semitono per volta.

Con uno strumento senza tasti,
come il violino,

è più facile riprodurre
le infinite frequenze tra due note,

ma è più difficile essere intonati.

Il numero di corde
e la loro accordatura

dipendono dagli accordi
che vogliamo suonare

e dalla fisiologia delle nostre mani.

Anche forme e materiali delle chitarre
possono variare,

cambiando così la natura
e il suono delle vibrazioni.

Pizzicando insieme
due o più corde

puoi creare nuove forme d'onda
come accordi e altri effetti sonori.

Ad esempio, se suoni due note
con frequenza simile,

si fonderanno creando un'onda
la cui ampiezza aumenta e diminuisce,

producendo un suono pulsante
che si chiama 'battimento'.

Con una chitarra elettrica
puoi giocare ancora di più.

Le vibrazioni nascono sempre dalle corde,

ma i pick-up le trasformano
in segnali elettrici

da trasmettere alle casse,
che creano le onde sonore.

Tra i pick-up e le casse

è possibile modificare l'onda
in molti modi

creando effetti come distorsione,
overdrive, wah wah, delay e flanger.

E se pensi che la fisica della musica
serva solo a divertirsi

rifletti su questo:

alcuni fisici ritengono
che tutto ciò che esiste nell'universo

sia costituito dalle vibrazioni
di stringhe piccolissime e molto tese.

Dunque l'intera realtà potrebbe essere

il lungo assolo
di un Jimi Hendrix cosmico?

Di certo una corda che vibra
nasconde… più di quanto sembri.