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Le qualità del suono: come funziona il timbro.

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Il timbro è quella qualità del suono che ci consente di individuare una fonte sonora e distinguerla da qualunque altra. A differenza di altezza e intensità, il timbro non è misurabile su una scala e per certi aspetti è anche difficile da spiegare, tanto che spesso si ricorre all’espressione “colore del suono” che è ancora più confusa ed astratta. Proviamo allora a capire meglio che cos’è il timbro e come funziona.

Alcuni esempi: cos’è il timbro

Per iniziare ascolta questo suono:

Sicuramente suono hai riconosciuto lo strumento che lo ha prodotto: il pianoforte. Hai riconosciuto il timbro di un pianoforte. Ecco dunque la nostra definizione iniziale: il timbro ci consente di riconoscere una fonte sonora ed identificarla. Adesso prova con qualche altro strumento, cerca di riconoscere il timbro anche di questi:

Questi tre suoni sono simili, ma il primo ha il timbro di pianoforte, il secondo di organo, il terzo è un suono di strumenti ad arco (in realtà sono suoni elettronici prodotti da una tastiera). Sicuramente hai riconosciuto timbri differenti e li hai saputi collegare ad uno strumento preciso: pianoforte, organo, strumenti ad arco. Come è stato possibile? Come fa il nostro orecchio a riconoscere strumenti diversi?

Il timbro per la fisica acustica

Il timbro di uno strumento è dovuto alla composizione spettrale del suono che emette. Quando uno strumento emette una nota di una determinata frequenza genera, insieme alla nota fondamentale, anche suoni di frequenza più alta, detti armonici.

Lo spettro dei diversi strumenti differisce per la diversa distribuzione dell’energia tra la nota fondamentale e le armoniche superiori. Semplificando, il timbro dello strumento varia in base alla quantità e qualità degli armonici.

Ad ogni composizione spettrale corrisponde una ben precisa forma d’onda ottenuta sommando le varie armoniche. Il timbro di uno strumento è quindi dovuto in larghissima parte alla forma d’onda del suono che esso emette.

Il timbro negli strumenti musicali

Il timbro è dunque quella qualità specifica del suono che ci permette di identificare lo strumento che lo ha originato. Nel caso degli strumenti musicali, il timbro è determinato dalla materia dello strumento musicale e da come è prodotto il suono. Ad esempio, riconosciamo come simili il violino e il violoncello, perché sono entrambi strumenti ad arco composti da legno e corde, che producono il suono mediante lo sfregamento delle corde stesse.

La chitarra è uno strumento a corde, le quali vengono pizzicate direttamente dalla mano e non da un archetto. Anche il pianoforte è uno strumento a corde, che però in questo caso sono percosse dai martelletti azionati dalla tastiera.

timbro pianoforte chitarra violino

Ascoltando un pianoforte, una chitarra ed un violino, il suono ci appare molto differente. Eppure, il suono di un saxofono è ancora più lontano e certamente un pianoforte assomiglia più ad una chitarra che ad un sassofono. Nel saxofono infatti non ci sono corde, il suono è prodotto dalla vibrazione dell’ancia e dell’aria compressa nello strumento.

La voce umana

Che noi conosciamo o meno la conformazione di uno strumento musicale, se abbiamo ascoltato almeno una volta una tromba o un pianoforte saremo in grado di riconoscerli anche in futuro. Nello stesso modo sappiamo riconoscere la voce di una persona. Anche le diverse voci umane hanno diversi timbri, in questo caso il timbro è dettato dalla conformazione delle corde vocali e dell’apparato fonatorio tutto (laringe, palato, naso ecc.).

Inoltre, anche se non conosciamo una persona di solito siamo in grado di riconoscere una voce maschile da una femminile oppure quella di un anziano da quella di un bambino. Nella nostra vita ascoltiamo migliaia di voci e quindi il nostro orecchio è molto allenato nel riconoscere le voci umane. Nello stesso modo, l’orecchio di un musicista è abituato a riconoscere differenze tra gli strumenti che possono sfuggire ad un orecchio meno allenato.

Qualità del suono timbro

Differenze tra strumenti dello stesso tipo

Tornando agli strumenti musicali, anche due chitarre o due violini hanno piccole differenze di timbro l’uno dall’altro. Queste differenze possono sfuggire alla maggior parte delle persone.

Un saxofonista si accorge della differenza di suono del suo sax se ne cambia il bocchino (che è solo una parte dello strumento) così come un violinista riconosce lo stato di usura delle corde del suo strumento. Questo ci dimostra quanto sofisticato sia l’orecchio umano e quanto sia possibile educarlo per riconoscere sfumature quasi impercettibili.

Il timbro è legato all’esecutore

Infine, in musica il timbro è determinato anche dall’esecutore: lo stesso strumento suonato da due persone diverse ha un suono differente. Nel caso di due pianisti, dipende dal peso e dal gesto della mano, ma anche dal modo di legare i suoni l’uno all’altro.

Lo stesso brano musicale, suonato da due diversi pianisti sullo stesso pianoforte, può suonare molto diverso. In questo caso però la cosa è più complessa: oltre al timbro dello strumento entra in gioco l’interpretazione.

Conclusioni: il timbro non è misurabile

Il timbro è la componente più misteriosa della musica, anche da un punto di vista scientifico ci sono alcune cose inspiegabili: ad esempio, perché un violino stradivari abbia un suono così particolare e difficile da imitare.

Utilizzando una metafora visiva, il timbro viene spesso definito “colore del suono”. Questa definizione può aiutarci a descrivere questa sfuggevole qualità del suono, tuttavia, qualunque accostamento tra ascolto e visione è parziale ed arbitrario. La musica è infatti la più astratta delle arti e molti aspetti della musica sono persino difficili da definire.

Il timbro in particolare è impossibile da collocare su una scala. A volte parliamo di timbro più o meno scuro o più o meno chiaro, ma molte volte ci riferiamo all’altezza più che al timbro vero e proprio, confondendo quindi due qualità del suono ben distinte: altezza e timbro.

Come al solito mi farebbe piacere conoscere la tua opinione su questa lezione: c’è qualcosa di importate, a proposito del timbro, che mi sono dimenticato e vuoi aggiungere? Scrivi le tue considerazioni o le tue domande nei commenti alla lezione. Grazie!

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  • Buongiorno Leo e grazie dell’articolo,
    una delucidazione se possibile: perché nell’articolo sin dall’inizio si afferma che “il timbro non è misurabile su una scala” poi però si afferma che il timbro di uno strumento per la fisica acustica è dovuto alla composizione spettrale del suono che emette?
    Mi sembra strano che non ci siano analizzatori di spettro e quindi “misuratori” di timbri…

    • Buongiorno Gina, le mie conoscenze scientifiche sono assai limitate, ma da quanto ho capito il timbro non è misurabile su una scala lineare come l’intensità (piano/forte) o l’altezza (grave/acuto).

      Se emetto una serie di suoni di intensità diversa, anche un bambino può metterli in ordine dal più forte al più debole. Serve un orecchio appena più allenato, ma anche mettere in ordine suoni gravi o acuti è operazione alla portata di tutti.

      Per il timbro è diverso: può figurarsi i diversi strumenti in ordine su una scala per il timbro: piano, violino, chitarra, flauto, fisarmonica etc. E’ molto difficile ed anche arbitrario ordinarli in base al timbro.

      Cari saluti, a presto

      • Grazie per la risposta, sicuramente il timbro non ha un semplice unico parametro come l’altezza, più prossimo all’intensità che varia nel tempo, seppur evidentemente ancor più complesso, però è misurabile… Naturalmente essendo più complesso è più difficile da “imitare”, ma penso sia alla portata di tutti comprendere la differenza tra un suono più chiaro, metallico e uno più scuro, legnoso, d’altronde si basa su questo la riconoscibilità (e quindi l’ordine su una scala) tra i vari strumenti.
        Un cordiale saluto e auguri di serene feste.

  • Ciao Leo, molto interessante questa osservazione sulla “fisica della musica”. Anch’io trovo il concetto di colore confondente; il colore si associa bene alla frequenza di vibrazione del suono, meno a quello di armonica che si lega di più ad una sovrapposizione di diversi spettri emessi. Da chimico mi piacerebbe proseguire questa discussione, chissà quando riusciremo a vederci… A presto!

  • Considero le tue riflessioni “scientificamente rilevanti” per questo apprezzo anche la semplicità delle tue delucidazioni…da divulgatore insomma caro Leo