Frecuencia, amplitud y tono · más fuerte no es más agudo

El problema

0:00Subes el volumen de tu música. Suena más fuerte, y el tono sube con él. ¿Es correcto, sí o no? Casi todo el mundo elige lo mismo aquí. Y la mayoría elige mal.

La vibración en una pantalla

0:14Todo lo que produce sonido vibra, y esa vibración viaja por el aire hasta tu oído. Pero el aspecto de esa vibración no se ve en ninguna parte. Para eso existe un instrumento, y ahora lo vamos a poner en una pantalla. Un micrófono capta la vibración y la convierte en una señal eléctrica.

0:33Y en la pantalla sale una gráfica: en horizontal el tiempo, en vertical la elongación. Cuánto se aleja la partícula de aire en ese momento de su posición de equilibrio. A esa gráfica de elongación y tiempo la llamamos oscilograma.

Periodo y frecuencia

0:49De esa imagen puedes leer dos cosas, y esas dos las necesitas una y otra vez con el sonido. Lo primero es cuánto dura una vibración. Una vibración es la vuelta entera: de la posición de equilibrio arriba, de vuelta, hacia abajo, y de vuelta otra vez.

1:04A esa duración la llamamos período, y lo escribimos como T mayúscula, en segundos. Lo segundo es cuántas de esas vibraciones caben en un segundo. Esa es la frecuencia, f minúscula, y la expresamos en hercios. Y esas dos son inversas entre sí: cuanto menos dura una vibración, más caben en un segundo.

1:28Eso es exactamente lo que dice la fórmula. f es uno dividido por T. Mira esta onda. ¿Cuántas vibraciones completas ves aquí, y cuánto duran juntas?

Seis vibraciones en doce milisegundos

1:43Seis vibraciones completas, y juntas duran doce milisegundos. Entonces una dura doce dividido por seis, es decir, dos milisegundos. Y ahora el paso donde suele salir mal: esos dos milisegundos hay que pasarlos a segundos antes de meterlos en la fórmula.

2:00Dos milisegundos son cero coma cero cero dos segundos. Y f es uno dividido por cero coma cero cero dos. Quinientos hercios. Quinientas vibraciones por segundo. Si te sale cero coma cinco, es que has dejado los milisegundos y no los has pasado a segundos.

Qué es sonar más agudo

2:22Ahora volvamos a la pregunta del principio. Dos sonidos, los dos igual de lejos de la posición de equilibrio, pero uno tiene muchas más vibraciones en el mismo tiempo que el otro. Eso es el tono. Cuanto mayor es la frecuencia de una vibración sonora, más agudo es el tono que oyes.

2:40Fíjate en dónde se ve: no en lo alta que es la onda, sino en lo juntas que están las crestas. Más juntas es más agudo.

Qué es sonar más fuerte

2:56Y ahora lo otro. Dos sonidos con exactamente las mismas vibraciones en el mismo tiempo, pero uno se aleja mucho más que el otro. A esa elongación máxima la llamamos amplitud. Cuanto mayor es la amplitud, más fuerte suena el tono. Ahí estaba el error del principio.

3:16El botón del volumen cambia la amplitud, y nada más. Las crestas siguen exactamente igual de separadas, así que el tono sigue igual de agudo. Más fuerte no es más agudo. Aquí hay dos ondas. ¿Cuál suena más aguda, y cuál suena más fuerte?

Tonos puros y complejos

3:41Todo lo que has visto hasta ahora era una onda limpia: una frecuencia, y a eso lo llamamos sonido puro. Pero casi nada suena así en la realidad. Si dices una palabra, dentro hay decenas de frecuencias a la vez. Juntas forman un sonido compuesto, y lo encuentras sumando las elongaciones de los sonidos puros.

4:04Por eso una palabra hablada se ve desordenada en la pantalla, y un silbido no. Tres cosas, y con ellas puedes avanzar en todo lo que viene después. Uno: un oscilograma pone la vibración en una pantalla, con el tiempo en horizontal y la elongación en vertical.

4:23Dos: el período es cuánto dura una vibración, la frecuencia cuántas caben en un segundo, y f es uno dividido por T. Pasa siempre los milisegundos a segundos primero. Tres: más juntas es más agudo, más lejos de la posición de equilibrio es más fuerte.

4:42Son dos cosas distintas, y tu botón del volumen solo cambia una. Dos preguntas, y no están para examinarte, sino porque lo recuerdas mejor si lo intentas tú primero. Primera pregunta: una vibración dura cuatro milisegundos. ¿Cuál es la frecuencia?

5:01Segunda: alguien dice que un tono agudo llega antes a tu oído que un tono grave. ¿Es cierto? Cuatro milisegundos son cero coma cero cero cuatro segundos. Uno dividido por cero coma cero cero cuatro es doscientos cincuenta hercios. Y la segunda: no.

5:23El tono dice algo sobre cuántas veces vibra algo, y nada sobre lo rápido que llega hasta ti. Agudo y grave llegan igual de rápido, porque viajan por el mismo aire. Ahora sabes leer una vibración en una pantalla y calcular la frecuencia a partir de ella.

5:39Y sabes que más fuerte y más agudo son dos cosas distintas. En cuanto mires por qué dos instrumentos que tocan la misma nota suenan aun así distinto, necesitarás exactamente esto.