La forma más básica de sonido (y de cualquier tipo de vibración) es un tono puro.
Un tono puro (que consiste en un armónico) es una señal senoidal con un periodo (inverso de la frecuencia: periodo = 1/frecuencia) determinado.
Cito un párrafo de la wikipedia:
"En acústica y telecomunicaciones, un armónico de una onda es un componente sinusoidal de una señal. Su frecuencia es un múltiplo de la fundamental. La amplitud de los armónicos más altos es mucho menor que la amplitud de la onda fundamental y tiende a cero; por este motivo los armónicos por encima del quinto o sexto generalmente son inaudibles. El concepto y la existencia de armónicos tiene su fundamento matemático en la teoría de las series de Fourier"
Esto de las series de Fourier es una herramienta matemática que sirve para hallar-calcular-caracterizar,a partir de la expresión matemática de una forma de onda compleja,la existencia de sus armónicos (incluída la fundamental)
Por ejemplo un tono puro de 10 Hz sería lo de la imagen:
Imagen no disponible
A un tono puro también se le puede llamar armónico y, por sí solo, es perfectamente audible si su frecuencia está dentro del espectro audible,obviamente.
Rara vez te vas a encontrar con un sonido consistente en un tono puro,ya que la mayoría de los sonidos están compuestos de muchas senoidales (armónicos) superpuestas (
SUMADAS),formando una forma de onda más compleja.
Estas formas de onda complejas se estructuran siguiendo un patrón concreto...Una forma de onda que no sea un tono puro es la suma de una senoidal o armónico que será la frecuencia fundamental (la que el oído más percibe) y una serie de armónicos que tendrán todos una frecuencia múltiplo de la fundamental.
Por ejemplo,una onda consistente en una fundamental de 10 Hz y sus 2 primeros armónicos (20 y 30 Hz):
Imagen no disponible
Como se ve,el patrón de forma de la señal se sigue repitiendo cada 0.1 segundos...la frecuencia fundamental...y por más armónicos que se sumen (y por tanto aumente la complejidad de la forma de onda),el periodo (0.1s) seguirá siendo el mismo.
La misma fundamental con sus 8 primeros armónicos (20,30,40,50,60,70,80 y 90 Hz):
Imagen no disponible
Es decir,el hecho de que sea posible que en una única señal sonora haya de forma simultáneas muchas frecuencias se debe a que cada frecuencia es representada-ejecutada-materializada por una onda senoidal o armónico....las sumas todas y obtienes el sonido,que será más o menos complejo en virtud de cuantos armónicos estén presentes en él.
Hasta aquí una parte de esto,pero hay más...también se da el caso de que no sólo estén la fundamental y sus armónicos,sino que también haya subarmónicos.
Estos subarmónicos son senoidales de frecuencia submúltiplo a la fundamental (1/2, 1/3, 1/4, etc...)
Así,el primer subarmónico de nuestra fundamental de 10 Hz estaría en 5 Hz,el segundo en 3.33 Hz,etc...
Esto de los subarmónicos está muy presente en cuestiones de distorsión (musical) y en algunos tipos de síntesis (sustractiva me pareció leer por ahí).
Después de todo esto tampoco hay que pensar que,por ejemplo, una nota ejecutada en un piano va a generar una única fundamental y sus armonicos...no...Debido a que no sólo la cuerda vibra,sino que la madera,el chasis y demás elementos lo hacen también,el resultado es un sonido determinado por una forma de onda en la que habrá mas de una fundamental,y en el que las diferentes fundamentales y sus armónicos tienen amplitudes diferentes (sin seguir un patrón fijo,el cual es característico de cada instrumento)...este compendio de fundamentales,armónicos y amplitudes tendrán como resultado el timbre,que diferencia, de forma subjetiva, unos sonidos de otros.
