La Física y la Música

Antes de meternos al tema de "La Física y la Música" vamos a dar una pequeña introducción de lo que es la Física y que es la música.

Música: Es una representación de sonidos ordenados que al conjuntarse generan un mensaje tanto informativo como armonioso y al interactuar con el aire, estos se propagan.

Física: Ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía y establece las leyes que explican los fenómenos naturales, excluyendo los que modifican la estructura molecular de los cuerpos.

Ahora ya que sabemos las definiciones de lo que es la música y la Física ahora veremos como es que se entrelazan.

Existen hechos muy conocidos como la vibración de una campana, el sonido de los instrumentos o incluso la voz, que son producidos por fenómenos físicos más complicados de lo que imaginamos.
El sonido se propaga por cualquier medio material elástico pero con distinta velocidad. La mayor parte de los sonidos nos llegan a través del aire. La velocidad de propagación del sonido viene determinada por un movimiento ondulatorio.
La amplitud de la onda hace el sonido fuerte o débil de la misma forma que la frecuencia alta origina un sonido agudo y la baja frecuencia un sonido grave. Como ya sabéis las cualidades del sonido son : intensidad, tono, timbre y duración. La intensidad depende de la amplitud de la vibración y el tono depende de su frecuencia.

Una de las ramas que más relacionan la música con la física es la acústica:

La acústica es  una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir odnas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no pueden propagarse en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica.

el tono está relacionado con la frecuencia de la onda, los humanos podemos escuchar 20 vibraciones por segundo en sonidos graves, en tanto que, en sonidos agudos, escuchamos 20 mil vibraciones por segundo. Al sonido agradable para nuestros oídos y que causan esa sensación de reposo lo llamamos intervalo consonante.

El sonido es una sensación percibida por el oído al recibir variaciones de presión, las cuales son generadas por movimientos vibratorios. Los sonidos se transmiten generalmente por el aire de la atmósfera los cuales se propagan con mayor éxito en la Tierra debido a los componentes de ésta como el oxígeno. Se sabe de igual manera que en el aire se propagan los sonidos graves y en la tierra o el suelo, los agudos.

En la música hay historia, arte, poesía, armonía y un sinfín de disciplinas, sin embargo la Física y las Matemáticas son fundamentales para poder entender mejor porqué los instrumentos musicales se escuchan diferentes entre sí. 

“Los sonidos armoniosos los descubrieron los griegos al estudiar las longitudes de las cuerdas musicales y con ello, la relación numérica que hacía agradable el sonido a los oídos”, explicó Naumis. 

Desde entonces, la Física y la música se han unido en diferentes experimentos, por ejemplo el realizado por el físico alemán Ernst Chladni, el cual consistió en fijar placas metálicas mediante un eje céntrico, y ponerle un poco de arena esparcida para producir el efecto estacionario y hacer vibrar la placa con un arco de violín. Al vibrar la placa, el polvo fino se desplaza por efecto gravitatorio desde las zonas de máxima vibración hasta las zonas de vibración nula.

Siglos más tarde, el Físico Bohr notó que los átomos parecen instrumentos musicales, en el sentido que cuentan con frecuencias naturales de vibración, y que la energía está cuantizada y corresponde a los armónicos de las cuerdas. Gracias a este estudio fue posible explicar por qué cada átomo emite luz de cierto color, por ejemplo, en el espectro del Sol. Al hacer que la luz pase por un cristal se reflejan todos los colores y se puede identificar la composición química no sólo del Sol sino de los otros tipos de estrellas. 

Las ondas están en todos lados, algunas se propagan, otras se miden con instrumentos de gran alcance como las ondas del Sol, por ejemplo, con radiotelescopios, las de agua, o gravitación, pero sin duda alguna “la acústica nos permite entender frecuencias ondulatorias en muy diversos contextos desde la mecánica cuántica hasta los sismos.

Para finalizar les dejamos un vídeo de como varios Físicos o Músicos entre relacionaron ambas ramas para entender un poco más de nuestro universo.

Referencias:

http://www.fisica.unam.mx/noticias_fisicaenlamusica2013.php

http://www.eduinnova.es/ene09/La%20fisica%20y%20la%20musica.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=2t-HXAPh7Xo