Què és el so?

L'aire que ens envolta està format per partícules que es mouen. Aquest moviment és constant i desordenat. Per això, qualsevol cosa que estigui en contacte amb aquest aire rep els impactes d'aquestes partícules constantment. Aquests impactes formen el que s'anomena pressió de l'aire sobre un cos determinat.

Els impactes de les partícules d'aire tenen un efecte diferent depenent de la seva densitat. Com més partícules es moguin en un mateix espai, més densitat tindrà el so i més pressió exerciran sobre la superfície on xoquin.

Podem dir, doncs, que el so consisteix en una sèrie de fluctuacions de la pressió de l'aire. Qualsevol acció que provoqui un desplaçament de partícules d'aire provocarà també un so. Hi ha moltíssims exemples: un cop de puny sobre la taula, el toc d'una campana, la caiguda d'un objecte, un ventilador funcionant, el fregament de les rodes del tren...

El procés que segueix l'aire per canviar la pressió és el següent. Si prenem per exemple el toc d'una campana, en el moment en què la campana és copejada provoca un desplaçament de les partícules d'aire que l'envolten, que a la vegada mouen les partícules que tenen al costat, i així successivament. Tot seguit d'haver mogut les partícules veïnes, com si fossin una goma elàstica, les partícules tornen al seu lloc inicial, provocant novament un desplaçament de les partícules que s'hi havien acomodat. Tot el conjunt d'aquests moviments és el que provoca una vibració.

La manera com vibri l’aire provocarà diferents sons. Això dependrà de la forma, el material i la grandària dels espais on pugui ressonar. Així, per exemple, és molt diferent el so provocat per un llibre que cau en un espai molt gran (per exemple, la nau d’una catedral) o en un espai petit (per exemple, una habitació).

I com els sentim, els sons?

Com ja hem dit, els sons són fluctuacions de la pressió que provoquen la vibració de les partícules de l'aire. Si aquestes fluctuacions xoquen amb les nostres orelles provoquen un joc de pressions (quan la pressió de dins de l'orella és menor que la pressió de l'exterior, l'aire hi entra; en surt quan la pressió interior és més gran que l'exterior) que fan vibrar el timpà.

En aquest punt, l'orella converteix aquestes vibracions en senyals electroquímiques que transmet al cervell a través dels nervis i percebem el so.

De fet, els micròfons actuen de la mateixa manera: si l'orella humana capta les variacions de pressió i les transforma en impulsos neuronals, els micròfons capten les variacions de la pressió de l'aire i les converteixen en senyals elèctriques. Tècnicament, podríem parlar de l'orella o del micròfon com a transductors, és a dir, com a elements que converteixen un tipus d'energia en un altre tipus diferent.

Veure els sons: representacions acústiques

Però com es pot veure un so? Observem, per exemple, les ones del so d’un diapasó (figura 1):

   Figura 1.

Com pots veure si observes el gràfic, sempre es repeteix el mateix patró (el cicle) que es limita a anar - periòdicament i amb una regularitat perfecta - des del punt d’inici fins al punt màxim, baixar fins al punt mínim i tornar al punt d’inici. A més, a l’eix vertical, podràs observar l’amplitud de l’ona: aquest paràmetre n’indica la sonoritat; amb més amplitud, tindrem major sonoritat.

Figura 2.

En aquest cas, el so està compost per una sola ona que té una determinada freqüència (és a dir, que repeteix el mateix cicle x vegades per segon). Per exemple, el so corresponent a l’ona de la figura (3) té una freqüència molt i molt baixa (5 cicles per segon, o sigui, 5 Hz). Aquest so és inaudible per una persona.

Figura 3.

En canvi, fixa’t ara en la forma d’ona següent:

Figura 4.

Aquesta ona continua essent periòdica, perquè els cicles es repeteixen. Ara el so té una freqüència de 660 Hz, és a dir, es repeteix el cicle 660 cops cada segon. A la figura (4) s’observen 9 cicles en 0.015 segons; hem decidit no representar un segon per poder comptar més fàcilment els cicles de l’ona.  Amb aquesta freqüència el so sí que és audible.

Crea un so simple amb el Praat utilitzant la següent fórmula:

1/2 * sin(2*pi*550*x)

Primer, escolta’l. Després, edita’l i compta quantes vegades es repeteix el cicle complet en un segon: aquesta és la freqüència de vibració (es mesura en cicles per segon –cps– o hertzs –Hz–). Perquè et sigui més fàcil comptar els cicles per segon et convindrà anar a Select – select de la finestra Praat Editor: hauràs de seleccionar un temps que vagi de zero (Start of selection) a 0.01 (End of selection). Compta els cicles d’aquest espai de temps: multiplicant els cicles obtinguts per 100 obtindràs els cicles per segons d’aquest so.

A continuació, canvia el valor 550 per altres de més grans i més petits. Torna’ls a escoltar: de què depèn que es percebin com a més greus o més aguts?

Però no totes les ones sonores tenen aquesta estructura. A la imatge següent veuràs una ona aperiòdica, és a dir que, a diferència de les que hem vist fins ara, no es repeteix cap cicle:

  Figura 5.

Ara fixa’t en el gràfic següent, que és una mostra de la vocal [e]:

  Figura 6.

En aquest cas també es repeteix un patró, però aquest és complex, és a dir, està format per més d’una ona simple. Per entendre aquest concepte, podem pensar en una analogia: pensa per exemple que una ona simple és una nota musical, mentre que una ona complexa és un acord.

 Perquè et sigui encara més clar, et presentem de manera esquemàtica la composició d’una ona complexa:

Borzone de Manrique (1980) Manual de fonética acústica, Buenos Aires.

      Figura 7a.                                                                   Figura 7b.

Les figures (7a) i (7b) representen la descomposició d’una ona complexa en les ones simples que la formen. En altres paraules: la unió de les tres ones simples representades a la figura (7b) dóna com a resultat la ona complexa de la figura (7a). Observant les ones simples podem fàcilment veure que cadascuna té una freqüència diferent. La freqüència de la ona complexa coincidirà amb la més baixa entre les freqüències de les ones que la composen.

 Ara treballarem amb un so real que correspon a la gravació d’una flauta.

Obre l’ona flauta1.wav, que correspon a 0.01segons (10 ms), i compta el nombre de cicles per segon. Fes el mateix amb flauta2.wav i flauta3.wav. Quina és la freqüència de cada so? Com que són fragments molt curts, no es poden percebre correctament; pots sentir els sons sencers a flauta1_tot.wav, flauta2_tot.wav i flauta3_tot.wav, respectivament.

Aquests tres sons corresponen a diferents notes musicals. Amb la informació que tens ara sobre la freqüència de cadascuna d’elles, podries relacionar aquest paràmetre amb el fet que percebem una nota com a més greu o més aguda?

Laboratori de fonètica
Facultat de Lletres
Pl. Ferrater Mora, 1
17071 - Girona
labfon@udg.es