Frecuencia

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Frecuencia
Definición breve: Número de oscilación, vibración y/o cantidad de ciclos realizados sobre una unidad de tiempo. También es el número de veces que se repite un proceso periódico en un intervalo. Número de oscilaciones, vibraciones u ondas por unidad de tiempo en cualquier fenómeno periódico.
Tema: Frecuencia
Subtema: Percepción de las frecuencias sonoras
Gráficos
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Comparación de Frecuencias
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Frecuenciasagudasgravesjhv.jpg
Ejemplo sonoro: https://www.youtube.com/watch?v=qNf9nzvnd1k


Concepto de Frecuencia

La idea de frecuencia no es concebible sin el factor tiempo y movimiento, la frecuencia en si es una lectura entre la relación de estos parámetros. A partir de las funciones sinusoidales y el movimiento circular podemos visualizar más claramente esta cuestión.

La unidad de medida de frecuencia es el hercio (Hz), donde 1 Hz es un evento que tiene lugar una vez por segundo. Alternativamente, podemos medir el tiempo entre dos ocurrencias del evento (período) y entonces la frecuencia es la inversa de este tiempo.

Graficocircularjhv2.gif

A partir del Grado(°)/Fase (Ver Fase) que se tome como el inicio del ciclo, se requiere una X cantidad de tiempo para recorrer la totalidad del circulo hasta llegar a su punto original, esto se conoce como periodo. A partir de este resultado podemos medir la frecuencia.

Graficofrecuencialinealjhv.gif

La frecuencia es entonces la cantidad de ciclos que tienen lugar en un periodo determinado de tiempo, sea este como base 1 segundo. La cual se mide en Hercios.

Para calcular las frecuencias utilizamos las siguientes formulas.

Formulafrecuenciasjhv.jpg

Si ubicamos un valor en el tiempo (T) = 1s el resultado será (F) = 1hz Y así a la inversa. Ahora al utilizar un LA en 440 Hz da el siguiente resultado:

T = 1/440

T = 0.0023s

Esto quiere decir que el ciclo de un LA en 440hz pasara en 0.0023s o 23ms, en un segundo este ciclo se repetirá 440 veces.

A partir de esto podemos decir que la frecuencia esta directamente ligada con la altura (Ver Altura Tonal), ya que para frecuencias más bajas o altas, dará por resultado sonidos más graves y agudos, esto quiere decir que mientras más cantidad de Hz se tengan, el sonido tendera a ser más agudo, y viceversa. Estos son llamados alturas tonales utilizadas en los sistemas musicales.

Percepción de las frecuencias sonoras

Nuestro oído, así como el de todos los seres vivos con esta capacidad, tiene un mayor o menor rango auditivo posible (Ver: Umbral de Audibilidad), al verse este afectado en un entorno natural, lo planteado anteriormente desde la sinusoide es una esquematización teórica (Vea: Sinusoide) Con respecto a la percepción real con respecto a las frecuencias puras dice Basso:

"(...) La altura tonal originada en una sinusoide resulta imprecisa e inestable, como puede comprobar cualquier oyente ante una melodía realizada con tonos puros -habituales en las señales de espera de los contestadores telefónicos. Además, cuando los estímulos son simples y poseen solamente una sola frecuencia destacada, la altura tonal se confunde en parte con la altura espectral(...)"

El oído dentro de su entorno natural de ruidos complejos tiene la capacidad de discernir y discriminar, según su enfoque, los parametros de los sonidos y asi diferenciarlos. Pero con las frecuencias ocurre algo interesante, teniendo la posibilidad de escuchar distintas frecuencias, el oido las percibirá de manera difente incluso estando estas en igual amplitud (Ver Amplitud). El oído humano es más sensible ante ciertas frecuencias con respecto a otras, algunas según el desgaste de nuestro aparato auditivo pueden ser imperceptibles, otras insoportables como pueden ser algunas de las frecuencias más agudas:

Nuestra oreja actúa como una antena receptora, capturando vibraciones del aire y conduciéndolas a través del conducto auditivo hasta el tímpano. Las ondas sonoras hacen que el tímpano vibre a través de los huesecillos del oído medio (martillo , yunque y estribo), que se transmiten amplificándose hacia la ventana oval del oído interno, un líquido estimula a las células cilíacas, que serán las encargadas de enviar impulsos eléctricos a través del nervio auditivo hasta el cerebro.

El umbral auditivo del ser humano muestra las limitaciones que tiene para percibir las alturas y las intensidades de los sonidos.

Los límites de nuestra percepción son límites que, lógicamente, afectan a la música como arte. Es decir, se restringe el número de posibilidades en cuanto al rango posible de frecuencias, intensidades, duraciones y timbres que pueden ser empleados en la composición. Estos límites son incluso, el punto de partida para generar los algoritmos de compresión del sonido (en esencia consiste en eliminar toda la información que se recoge en un grabación, pero que nuestro cerebro no es capaz de percibir).

Utilizando toda la banda de frecuencias conocida como Ruido Blanco (Ver Ruido Blanco) en las cuales todas las frecuencias están sonando a la misma intensidad. pero por el principio que vimos anteriormente, no todas las percibimos igual, algunas frecuencias resaltaran ya que nuestro oido es naturalmente mas sensible a ciertas frecuencias dentro de esta banda. Si hacemos una conversión de estas frecuencias ajustándolas a nuestra capacidad auditiva, obtendremos el llamado 'Ruido Gris' el cual se considera el verdadero ruido blanco, ya que deja en evidencia a todas las frecuencias por igual, ajustándolas en función de nuestra percepción y no de una igualdad de amplitud. En las siguientes imágenes se puede apreciar la conversión.

Esquema Ruido Blanco
Esquema Ruido Gris






Ejemplo de Ruido Gris:

Ejemplo de Frecuencias en función de la Música

En este ejemplo como en el de la totalidad de la música, se utilizan las frecuencias en función de un sistema. Se utilizo este ejemplo ya que gracias a su espacialidad, se pueden apreciar los glissandos y las melodías para dar cuenta las alturas utilizadas y así mismo de los conceptos anteriormente nombrados.

Referencias

Basso, Analisis Espectral.

Basso, Percepcion Auditiva.

http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/MAS/aulaMAS.pdf

http://www.tmsoft.com/white-noise-player/

http://chopo.pntic.mec.es/jmillan/Apuntes_power_point/ondas/MAS.pdf

http://musiki.org.ar/Altura_tonal

http://musiki.org.ar/Amplitud

http://musiki.org.ar/Periodo

http://musiki.org.ar/Fase

http://musiki.org.ar/Umbral_de_audibilidad

http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/60/cd/02_elsonido/3_percepcin_del_sonido.html

http://www.sabelotodo.org/fisica/frecuencia.html

https://www.significados.com/frecuencia/