Vous posez des questions sur la perception, donc même si vous demandez "ce qui se passe au niveau physique", il semble que votre question porte en fin de compte sur ce qui se passe dans notre esprit, pas sur ce qui se passe physiquement.

À cette fin, je vous indiquerai l ' analyse de la scène auditive de Bregman (voir également la page Wikipédia), la théorie les systèmes auditifs séparent différents composants.

Pour résumer très brièvement, il décrit quelques types de processus d'écoute:

• Un processus d'écoute consiste à reconnaître involontairement des schémas appris. C'est ainsi, par exemple, que vous pouvez entendre votre nom dans une salle bondée.
• Un autre processus consiste à reconnaître volontairement les schémas appris. Un exemple de ceci serait d'écouter votre nom dans une liste.

Il prend également le temps de regarder d'autres recherches. Dans une expérience (par quelqu'un d'autre), un ton a été retenu, et pendant un certain temps pendant ce ton, il a été joué plus fort. Si cette durée plus forte était courte, cela ressemblait à une seconde tonalité jouée en plus de la première. Mais si la durée la plus forte était plus longue, elle était perçue comme une seule tonalité ajustée.

Avec une recherche comme celle-ci à l'esprit, Bregman incorpore un certain nombre de principes de Gestalt pour modéliser la façon dont nous percevons la musique. Quelques exemples de ces "règles de préférence":

• Les sons sans rapport démarrent ou s'arrêtent rarement exactement au même moment.
• Un son (ou une séquence de sons) change lentement ses propriétés . (Ceci associe des sons ayant des propriétés similaires.)
• Les changements affecteront tous les composants du son de la même manière en même temps.

Avec ces principes, nous peut commencer à prétendre pourquoi nous entendons certains sons comme de la musique et d'autres sons comme du bruit. En bref, si ces règles de préférence ne peuvent pas nous aider à séparer clairement les flux auditifs, nous sommes plus susceptibles de l'entendre comme du «bruit».

Que se passe-t-il au niveau physique lorsque de nombreuses notes / ondes sonores interagissent les unes avec les autres en même temps?

Cela dépend de où vous demandez à propos de. Ce qui se passe dans le piano, c'est qu'un groupe de cordes est mis en mouvement, ce qui fait vibrer un gros morceau de bois, ce qui fait vibrer l'air autour du bois qui se propage ensuite comme une onde vers vos oreilles, ce qui fait vibrer votre tympan. vous fait vibrer la cochlée qui stimule de minuscules poils qui envoient des impulsions nerveuses à votre cerveau qui décode les impulsions et crée la sensation de la musique.

comment il peut y avoir n'importe quel type d'ordre dans une telle complexité?

Toutes les fréquences générées par les accords de piano normaux sont liées les unes aux autres d'une manière mathématique assez simple. Chaque note est composée de fréquences qui sont des multiples entiers de la fréquence la plus basse. Ensuite, les autres notes de l'accord sont liées par des rapports de fréquence généralement simples comme 3/2 et 5/4. La plupart des fréquences individuelles d'un grand accord complexe se chevauchent, donc même avec un énorme orchestre symphonique jouant tous un accord majeur, il n'y a généralement que 20 à 30 fréquences différentes qui sont audibles, et encore une fois, elles sont toutes étroitement liées à chacune. autre.

Nos oreilles et notre cerveau sont incroyablement bons pour détecter et décoder ces fréquences.

Quelle est la physique derrière les ondes sonores qui se combinent pour créer de la musique?

Les ondes sonores se combinent comme les vagues de l'océan, mais lorsqu'elles sont liées les unes aux autres comme dans la musique, elles créent toujours un signal auditif global périodique . Tous les signaux périodiques peuvent être décodés à nouveau dans leurs fréquences pures composantes, ce qui est exactement ce que la cochlée et le cerveau font avec le son musical.

Quel processus physique se produit lorsque deux sons se produisent en même temps?

Lorsque deux sons ou plus se produisent en même temps, leurs ondes sonores (généralement représentées sous forme de graphique de pression d'air croissante et décroissante) se superposent en une forme d'onde composite, par «addition d'onde». Pour chaque petit moment dans le temps, la pression atmosphérique est la somme de ce qu'elle aurait été de chaque instrument seul.

L'ajout d'ondes est la façon dont le haut-parleur de votre casque peut jouer de la basse et de la guitare en même temps ( et batterie, voix, etc.). Si les ondes ajoutées sont identiques, le signal ne change pas mais devient juste plus fort. Encore plus inhabituel, lorsque les signaux totalisent zéro, ils peuvent provoquer un silence. C'est extrêmement inhabituel avec de vrais instruments, mais c'est ce qui provoque des «battements» lorsque deux instruments jouent la même note légèrement désaccordée l'un avec l'autre.

Pourquoi certaines combinaisons deviennent-elles de la musique mais pas d'autres?

Eh bien, si la combinaison a la capacité de communiquer à l'auditeur une idée musicale, alors c'est de la musique. S'il y a trop de bruit pour que l'auditeur puisse distinguer ce qui est joué, ou s'il n'y a pas vraiment d'idées envoyées, vous n'entendrez pas de musique.

Certaines idées musicales courantes sont la mélodie, l'harmonie, et le rythme, ainsi que la "couleur", l'imitation et l'ambiance.

Qu'en est-il des harmoniques et des harmoniques?

Quand deux fréquences sonnent bien ensemble, nous disons ils sont «consonnants», par opposition à «dissonants». Les vrais instruments ne produisent pas un son à fréquence unique, mais un assortiment de fréquences («harmoniques») qui sont toutes additionnées physiquement et qui sont plus ou moins liées mathématiquement à la hauteur (ou à la fréquence fondamentale) de l'instrument.

Les mathématiques et la physique ont identifié une séquence de fréquences appelées «harmoniques» (ou «modes de vibration») qui sonnent généralement bien ensemble. Ceux-ci sont connus de tous les joueurs de cuivres (c.-à-d. Trompette, trombone) comme la séquence de notes jouées au même doigté allant de bas en haut. les harmoniques précoces de la séquence, on dit qu'elle a un son "doux" (ou timbre doux), comme une cloche. Il est facile de communiquer des idées musicales telles que la mélodie et l'harmonie à l'aide de sons doux .

Lorsque des tons superposés (comme un ensemble désaccordé ou des modes de vibration d'un objet) contiennent des fréquences fortes qui sont dissonantes, on peut appeler le son "aigre". L'acidité obscurcit la mélodie et l'harmonie en rendant la fréquence fondamentale voulue ambiguë pour l'auditeur et en empoisonnant la consonance.

Les accords sont principalement composés de notes dans la séquence harmonique d'une fréquence fondamentale, et beaucoup les accords complexes ne s'écartent toujours pas de cette règle, bien qu'ils puissent contenir des harmoniques plus élevées. Si un accord ne se rapporte pas assez bien à une fréquence fondamentale (ou "tonique") via la série harmonique, il sonnera aigre ou dissonant; mais ce n'est pas forcément mauvais: la musique complexe utilise fréquemment la dissonance pour produire de la tension ou d'autres qualités souhaitées.

Instruments

Avec les instruments classiques, le la fréquence fondamentale est beaucoup plus forte que les autres fréquences. Les prochaines fréquences les plus fortes sont les harmoniques proches, qui sonnent en accord avec la fréquence fondamentale, les harmoniques les plus élevées étant plus ou moins silencieuses. Vous savez que B et C sont dissonants, mais comme le volume de chaque harmonique suivante est inférieur à celui du précédent, un instrument classique jouant C n'est pas dissonant avec un jouant E, même si B est audible comme une harmonique de E ... le B est moins fort.

Les instruments à percussion comme les cymbales produisent tellement de fréquences différentes qu'une personne ne perçoit pas de fréquence fondamentale. Ces instruments peuvent communiquer n'importe quelle idée musicale qui ne dépend pas du ton (c'est-à-dire la mélodie ou l'harmonie).

Lectures complémentaires sur les harmoniques

Selon la lettre qu'une personne prononce, la voix d'une personne peut être douce ou aigre-douce. Par exemple, les voyelles courtes A et O (comme dans " a wesome" et " o afish") sont très douces. Mais les consonnes par elles-mêmes (B, C, D, F, etc.) n'ont pas de fréquence fondamentale et feraient un son aigre si elles étaient soutenues. C'est pourquoi il n'est jamais conseillé aux chanteurs de tenir le son R.

Fait intéressant, U comme dans u mbrella (appelé / ɜː / par les linguistes) a une forte harmonique une octave plus haut que la forte connotation de E comme en ee (/ iː /).

Lectures complémentaires sur la voix

Qu'est-ce que la musique?

Cela a sans doute été abordé ailleurs. Mais je le formulerais de cette façon: La musique, c'est quand une personne utilise le son pour communiquer des idées autres que la langue.

Ordre et symétrie

L'ordre et la symétrie fonctionnent comme des ondes porteuses afin que les auditeurs perçoivent les idées que le musicien essaie de communiquer.

La symétrie pure et l'ordre parfait sont ennuyeux mais instantanément reconnaissable dans le son. Le musicien initie la reconnaissance de l'auditeur par ordre et symétrie; puis tout ce que le musicien veut communiquer est placé au-dessus de l'ordre et de la symétrie pour être remarqué instantanément .

Pour compléter les réponses de Todd Wilcox et Elliot Svensson, regardez cette vidéo. Il explique la relation entre les notes d'une triade. C'est une bonne information que beaucoup de gens qui étudient et jouent de la musique depuis longtemps ne connaissent même pas.

Cela montre que les ondes sonores d'une triade majeure naturelle se rencontrent à des périodes régulières ( aka consonance), comme on le voit dans cette image (extraite de la vidéo):

La triade dans l'image est le ré naturel majeur (D₄, F♯₄, A₄), et vous pouvez voir que, dans le temps que l'onde D₄ traverse deux périodes complètes, F♯₄ passe par 2,5 périodes et A₄ par 3 périodes. Après le même laps de temps, ils se rencontreront encore et encore.

Les notes / sons aléatoires joués auront probablement beaucoup de dissonance, ce qui signifie que leurs fréquences ne se rencontreront pas à intervalles réguliers, donc ils interfèrent les uns avec les autres de telle sorte que le son résultant (onde composée) ne «sonne pas bien» aux oreilles et ne soit pas identifié comme «musique».

La physique derrière la musique peut être expliquée par le concept "Série Fourier":

https://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_series

Tout son peut être décomposé comme la somme de simples ondes sinusoïdales de différentes fréquences. Les principales fréquences trouvées dans cette décomposition sont les harmoniques principales de ce son.

Ensuite, jouer deux sons ensemble dans un contexte harmonique (c.-à-d. oreilles, les deux sons semblent "juste" musicalement.

Il y a donc une explication physique à ce que nous percevons comme "musical". La théorie de l'harmonie musicale explique les règles de ce qui nous semble bon et utilise des concepts tels que la tonique, la dominante, le cercle de cinq, etc.