Por qué una guitarra y un piano suenan diferente tocando la misma nota, y qué tiene que ver eso con los acordes.
El sonido es una onda mecánica: una compresión y rarefacción periódica de las moléculas del aire. Un tono musical es un sonido con una frecuencia regular y periódica. La frecuencia se mide en Hertz (Hz), es decir, ciclos por segundo. El La440 (el La encima del Do central) vibra a 440 Hz.
Cuanto mayor es la frecuencia, más aguda es la altura percibida. Una octava hacia arriba duplica la frecuencia: La5 = 880 Hz. Esta relación de duplicación es la razón por la que las octavas suenan como "la misma nota": el segundo armónico de 440 Hz es 880 Hz, lo que hace que la relación sea matemáticamente simple.
La440 es el estándar internacional de afinación. La mayoría de las orquestas afina a esta frecuencia exacta desde el siglo XX.
Frecuencias de referencia
Cada octava duplica la frecuencia. La relación es logarítmica, no lineal.
Cuando una cuerda vibra, no produce una sola frecuencia. Vibra simultáneamente como un todo (fundamental), en mitades (2.º armónico = octava), en tercios (3.er armónico = quinta justa sobre la octava), en cuartos (4.º armónico = dos octavas) y así sucesivamente. Esta serie, la serie armónica, es el fundamento acústico de toda la armonía occidental.
La tríada mayor (tónica, tercera mayor, quinta) corresponde a los armónicos 4.º, 5.º y 6.º de la fundamental. El hecho de que estos intervalos suenen consonantes juntos no es cultural: es físico. La preferencia del oído humano por ciertas combinaciones de notas refleja directamente las proporciones numéricas de la serie armónica.
El timbre (también llamado color tonal) está determinado por la mezcla de armónicos presentes y sus amplitudes relativas. Un clarinete tiene una fundamental fuerte y los armónicos pares suprimidos, lo que le da un sonido hueco. Un violín tiene armónicos pares e impares fuertes, lo que le da riqueza. Una guitarra tiene un ataque rápido y una caída lenta, con armónicos 2.º y 3.º prominentes.
Dos instrumentos tocando La440 tienen la misma frecuencia fundamental pero perfiles armónicos distintos, y el oído usa esos perfiles para identificar el instrumento. Entender el timbre explica por qué las elecciones de voicing (qué posiciones armónicas se usan en un acorde) afectan el sonido aunque el acorde sea técnicamente el mismo.
Graba una nota de guitarra y elimina el primer transitorio de ataque. Lo que queda es casi irreconocible como guitarra: el timbre vive principalmente en el ataque.
La consonancia o disonancia de un intervalo está determinada en parte por cuánto se superponen las series armónicas de las dos notas. Las notas separadas una quinta justa comparten varios armónicos: el tercer armónico de la nota inferior coincide con el segundo de la superior. Las notas separadas una segunda menor casi no tienen armónicos en común, lo que crea batidos (interferencias) entre sus frecuencias, percibidos como tensión.
Por eso las quintas justas suenan estables y las segundas menores suenan tensas. La preferencia de la armonía occidental por las consonancias perfectas tiene una base física, no arbitraria. Esta misma lógica explica la jerarquía tonal: la dominante quiere resolver a la tónica porque sus series armónicas se alinean con la de la tónica de forma especialmente ordenada.