Probablemente hayas oído hablar de virtuosos musicales con "tono perfecto", pero ¿qué es el tono? ¿Y qué hay del cantante de ópera que puede cantar una nota tan pura que rompe un vaso de cristal? Todos estos fenómenos están relacionados con la frecuencia de las ondas sonoras.
Ondas sonoras y frecuencias

Las ondas sonoras son vibraciones en un medio, que pueden ser percibidas por el oído humano. Las oscilaciones en un medio como el aire se propagan desde la fuente hacia usted transfiriendo la vibración a los tímpanos, que su cerebro interpreta como sonido.

Una onda se describe por su longitud de onda (la distancia entre los picos de onda), su velocidad (qué tan rápido se propaga a través de un medio) y su frecuencia.

La frecuencia de una onda de sonido es cuántas veces vibra por segundo, medida en hercios, donde 1 hercio (Hz) \u003d un ciclo por segundo (1 /s). La longitud de onda de una onda de sonido es la distancia entre dos picos de onda consecutivos. Por lo general, se mide en unidades de metros (m). La velocidad de una onda de sonido, v
, está directamente relacionada con la frecuencia f
longitud de onda λ
a través de v \u003d λf
.

En un instrumento musical o en su caja de voz, las ondas estacionarias crean sonidos específicos o notas musicales que corresponden a la frecuencia de vibración.
Definición de tono

En psicoacústica, el tono de un sonido es esencialmente Una descripción de la frecuencia del sonido. Diferentes tonos corresponden a diferentes frecuencias. El tono alto significa alta frecuencia, y el tono bajo significa baja frecuencia.

El tono también puede describirse como la calidad de un sonido que le permite etiquetarlo como "más alto" o "más bajo" para su oído. Alguien con tono perfecto tiene un oído tan afinado que puede identificar una nota exactamente al escucharla. Las personas especialmente talentosas pueden incluso tocar una pieza musical completa después de escucharla una vez.
Golpeando las notas correctas

¿Cómo un cantante de ópera rompe un vaso con su voz? Al cantar una nota pura que coincide con la frecuencia natural de vibración del vidrio. ¡Esto hace que el vidrio vibre con una amplitud creciente hasta que se rompa!

Es posible que haya escuchado a los cantantes ser criticados y decir que suenan "agudos". Lo que esto significa es que no están tocando las notas del todo bien y algunos están cayendo planos (un tono demasiado bajo) y otros agudos (un tono demasiado alto). En esencia, "tono" es la versión menos extrema de estar "fuera de tono", lo que significa no tocar realmente ninguna de las notas.
Otras cualidades del sonido

Hay muchos aspectos del sonido que uno podría desear describir. Uno de los más obvios es el volumen. Una forma común de presentar el volumen percibido del sonido es usando la escala de decibelios (dB), donde la intensidad del sonido está en decibelios \u003d 10log ( I /I _{0
). Donde I
es la potencia de sonido por unidad de área en vatios por metro cuadrado, y I 0
\u003d 10 ^{-12 W /m 2 se considera umbral para la audición humana.}}

La escala de decibelios es útil porque los humanos no perciben el volumen linealmente. Es decir, un sonido con el doble de intensidad puede parecer más del doble de alto cuando comenzó en silencio, y menos del doble de alto si ya comenzó a sonar algo alto. La escala de decibelios proporciona números más consistentes con nuestras percepciones.

El timbre es la calidad de sonido percibida de una nota en la música. Si bien puede tocar la misma nota en una guitarra que en un piano, su oído puede notar la diferencia. Cuando se toca la cuerda de la guitarra, produciendo una nota dada al vibrar en su frecuencia fundamental, también está vibrando simultáneamente en los valores de sobretono, pero con una amplitud mucho menor (volumen más bajo).

Lo mismo sucede cuando el piano se toca la tecla, y las diferencias en las propiedades físicas de estos instrumentos se prestan a diferentes combinaciones y fuerzas relativas de los armónicos, lo que le permite distinguir entre los dos instrumentos.