Cronache di un fisico-rocker: come funziona una chitarra elettrica

Le luci si abbassano, il pubblico inizia a farsi sentire, i cori e gli applausi sono ormai all’unisono. Ma tra poco, quando saremo sul palco e la chitarra sarà collegata agli amplificatori, queste grida non copriranno il nostro Rock ma lo renderanno magico.

Eppure non sempre è stato così. Un tempo bisognava fare i conti con il brusio del pubblico prima di poter suonare una nota. Senza elettrificazione le chitarre acustiche dovevano affidarsi ad un microfono e al buon senso di chi amava ascoltare la musica.

Pensare che negli anni ‘20 Robert Johnson dovesse far “urlare” la chitarra per far sentire il suo blues in qualche bettola di periferia mi strappa un sorriso, ma era proprio quello che succedeva.

Il principio che c’è dietro il funzionamento di una chitarra classica o di una chitarra acustica è lo stesso: pizzicare delle corde ben tese produce un suono (provateci pure con una corda o un elastico) e questo suono può essere amplificato da una cassa di risonanza fatta in legno che ne aumenta l’intensità.

Una chitarra classica è composta da 6 corde di nylon di diverso spessore. Le corde vengono generalmente numerate da 1 a 6, partendo dalla più sottile in basso (a dx in figura), andando verso la più spessa in alto (a sx in figura). Le note sono quindi, dalla corda 1 alla 6: Mi – Si – Sol – Re – La – Mi. Ovviamente mancano il Fa e il Do ma queste possono essere ottenute semplicemente pizzicando le corde sulla tastiera in modo da ridurne la lunghezza e modificarne il suono. Secondo una semplice relazione fisica, infatti, la frequenza sonora è inversamente proporzionale a 2 volte la lunghezza della corda pizzicata. Quindi il suono avrà frequenza più bassa tanto più la corda sarà lunga. Un esempio? Violino vs Contrabbasso! (foto xiaorui by Shutterstock)

Quando si suona in ambienti piccoli una chitarra classica può andar bene, ma se gli spazi aumentano ci vuole qualcosa in più. Così nel 1932 George Beauchamp e Adolph Rickenbacker lanciarono sul mercato la loro “Padella” (“Frying Pan” in inglese). Questa, che oggi è conosciuta come Lap Steel Guitar, fu la prima chitarra elettrificata ad avere un pick-up per “raccogliere” il suono generato dalle corde e inviarlo ad un sistema di amplificazione.

La Lap Steel Guitar è una chitarra ispirata ai suoni hawaiani. Diversamente dalle chitarre tradizionali viene suonata da seduti, con il corpo dello strumento poggiato sulle gambe e con una “steel bar”, proprio come in questo video, in cui viene eseguito un classico country (foto yvontrep by Shutterstock)

Qualche anno prima ci aveva provato anche un ingegnere della Gibson Guitar Company, Lloyd Loar, ma il suo pick-up generava un suono ancora troppo debole. Così  altri tentativi e brevetti si susseguirono per tutti gli anni ‘30 del XX secolo.

Ma come funziona un pick-up? E come fa a raccogliere il suono di una corda e a portarlo dentro un amplificatore tramite un cavo? La risposta a queste domande ha un nome: Michael Faraday. Dobbiamo tutto a lui e alla sua legge dell’induzione elettromagnetica.

Nel 1831 Faraday dimostrò sperimentalmente l’esistenza di una connessione tra l’elettricità e il magnetismo avvolgendo due fili di rame attorno ad un anello di materiale magnetico. Collegando il primo filo ad un generatore di corrente si accorse che esso modificava il flusso magnetico dell’anello inducendo un flusso di corrente nell’altra bobina.

Quello che accade nelle chitarre elettriche è proprio questo. Quando le corde di metallo vengono pizzicate, esse modificano il campo magnetico della bobina del pick-up (sì, il pick-up è un magnete con del filo intorno, come nell’immagine di copertina) generando un impulso elettrico proporzionale all’ampiezza dell’oscillazione della corda che viene poi condotto dal cavo della chitarra fino all’amplificatore, dove il segnale elettrico viene trasmutato nuovamente in suono!

Per questo spesso si dice che oltre ad avere una buona chitarra ci vuole un buon “ampli”. Perché il risultato finale dipende in gran parte da lui. In questo senso combinare vari modelli di chitarre elettriche con vari tipi di amplificatori può dare spazio ad una serie di sfumature sonore davvero interessanti anche a seconda del genere che si suona.

In figura 3a una Stratocaster, ideata da Leo Fender nel 1954. In figura 3b una Les Paul Standard, prodotta per la prima volta nel 1952 dalla Gibson sui progetti del signor Lester William Polfuss. (foto a sinistra: irish10567 by Flickr, foto a destra Oscar Lopez by Flickr)

Questa corsa al suono elettrico portò alla nascita dei modelli di “solid body” più amati e più imitati al mondo, entrambi simbolo della chitarra elettrica per antonomasia: la Les Paul della Gibson (1952) e la Stratocaster della Fender (1954). Queste chitarre si distinguono dalle “hollow body” o semi acustiche, perché prive di cassa di risonanza e formate, appunto, da un unico corpo in legno pieno. Le semi-acustiche invece sfruttano una cassa di risonanza ma i fori di apertura non sono immediatamente sotto le corde come per una chitarra acustica, bensì intagliati lateralmente, come nei violini. Le onde sonore prodotte dunque si propagano sul legno prima di entrare in risonanza con il resto del corpo della chitarra, conferendo il tipico suono caldo e chiaro amato dai chitarristi jazz.

Ma ora prendiamo il plettro e alziamo i volumi: comincia lo spettacolo!

E per finire in bellezza, una semiacustica firmata Gretsch (foto interestedbystandr by Flickr)


Immagine di copertina: un pick up single coil, tipico di una Fender Stratocaster. Lo humbucker, tipico delle Les Paul della Gibson altro non è che una coppia di single coil avvolti in direzioni opposte, ravvicinati e coperti da una piastra metallica che rende il suono più “corposo”.  Il magnete più usato per la produzione dei pick-up fu introdotto negli anni 30 ed è conosciuto con il nome di AlNiCo, ottenuto combinando Alluminio, Nichel e Cobalto. L’Alnico è stato uno dei primi composti metallici artificiali a possedere proprietà magnetiche permanenti che garantissero prestazioni costanti. Ancora oggi è usato per la costruzione di relè, altoparlanti e molto altro (foto optimarc by Shutterstock).

 

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Author: Pierfrancesco Conte

Fisico trasformatosi in informatico, è passato dalle stelle di neutroni alla business intelligence. Nelle sue giornate non mancano mai una sana dose di Blues e di libri di Ian Stewart!

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