L’universo vive di suoni e in tutti questi suoni sono presenti gli armonici. Gli armonici, conosciuti anche come ipertoni, sono un fenomeno sonoro che si verifica ogni volta che un suono viene emesso. Normalmente, ci sembra di percepire note singole quando sentiamo uno strumento musicale come un violino o un pianoforte che suonano una nota. Invece, quasi tutte le note prodotte da strumenti musicali , dalla nostra voce o da altre sorgenti sonore, non sono realmente “note pure”, ma sovrapposizioni di frequenze di note pure chiamate parziali. La più bassa di tutte è detta fondamentale. Tutte le parziali con frequenza maggiore della fondamentale sono dette ipertoni. In molti casi non riusciamo a distinguere i differenti ipertoni che stanno risuonando e che contribuiscono a ciò che definiamo il timbro di uno strumento. Differenti strumenti suoneranno tutti gli ipertoni, ma specifici ipertoni sono più evidenti in differenti strumenti. Questi armonici dominanti sono chiamati modellanti e sono la parte dello spettro sonoro dove l’energia è maggiormente concentrata. Gli armonici sono presenti in ogni suono e sono responsabili della caratterizzazione del suono stesso, e costituiscono ad esempio la differenza tra una voce ed un’altra. Essi sono in relazione matematica tra di loro e la conoscenza di queste relazioni era alla base dell’opera architettonica della antiche scuole misteriche, infatti i templi scoperti a Roma, ad Atene e in Egitto erano tutti basati su queste proporzioni.
Da un punto di vista matematico abbiamo visto come il suono può essere rappresentato rispetto al tempo con una sinusoide, che è una funzione periodica (di periodo 2∏), ma in realtà ha un andamento più complesso in quanto composto da diverse funzioni periodiche (gli ipertoni). Tuttavia nella fisica generalmente ci si limita a studiare solo l’andamento sinusoidale che è il risultato della combinazione di tutte le funzione periodiche che lo compongono, attraverso il Teorema di Fourier:
Qualsiasi funzione periodica di frequenza υ può essere decomposta in un solo modo nella somma di funzioni sinusoidali semplici di frequenza multipla di υ, le cui ampiezze sono univocamente determinate
Quindi ogni funzione suono complesso che abbia frequenza u può essere considerato la somma di tanti suoni sinusoidali con frequenza multipla di υ, ed ampiezza univocamente determinata. Denominiamo tali suoni sinusoidali armoniche del suono complesso, per cui possiamo dire che tutti i suoni complessi della medesima frequenza differiscono fra loro unicamente per l’ampiezza delle armoniche.
Ogni Suono contiene l’impronta della sequenza degli armonici, un codice paragonabile alla doppia elica del DNA o alla sequenza dei colori dell’arcobaleno.
Di seguito è riportata una tabella con un primi 16 armonici creati partendo dalla nota fondamentale Do (v=256 hz):
Questi sono gli armonici prodotti delle prime quattro ottave, generati dal primo Do, definito “fondamentale” e che è stato suonato da uno strumento. Tuttavia non sono tutti gli ipertoni prodotti, in teoria la serie di armonici è infinita, con ogni multiplo geometrico della fondamentale che diventa più veloce e più alto. In India la scala che nasce dalle serie armoniche delle prime quattro ottave è conosciuta come “Raga Saraswati”, dove Saraswati è il nome della Dea indiana della musica e della scienza. Naturalmente non tutti gli armonici sono udibili dall’uomo, come abbiamo visto l’intervallo percepibile dall’orecchio umano varia tra i 16 hz e i 20.000 hz anche se poi le cose possono cambiare in funzione di tanti parametri fisiologici. Ad ogni modo senza una buona consapevolezza nell’ascolto non è semplice distinguere gli armonici costituenti un suono.
di Angelo Galietta
