La musica moderna usa moltissimi apparati elettronici, effetti per bassi e chitarre, echi e distorsioni per le voci, sintetizzatori, campionatori… Questa fetta di storia della musica è recente, ma forse meno di quanto si creda. Quello che viene normalmente riconosciuto come il capostipite degli strumenti elettronici (e, secondo me, anche uno dei più stupefacenti) è il Theremin, inventato dal fisico sovietico Leon Theremin negli anni Venti del XX secolo. L’idea di Theremin era quella di creare uno strumento che potesse essere suonato senza toccarlo, ma soltanto muovendo le mani vicino ad esso.

Per capire come funziona, occorre ricordare un paio di numeri. L’orecchio umano è sensibile a suoni di frequenza compresa tra qualche decina di Hertz e qualche decina di migliaia di Hertz. Questo range è relativamente grande, se si considera che tra il limite inferiore e quello superiore c’è un fattore 1000. In elettronica, è molto più semplice costruire un sistema che funzioni in modo molto omogeneo tra, ad esempio, 500000Hz e 520000HZ, piuttosto che tra 20Hz e 20000Hz: nel primo caso, si tratta di una “piccola deviazione” da una frequenza centrale. Per questo, Theremin utilizzò una serie di strumenti ad alta frequenza, estraendo le frequenze udibili soltanto nell’ultima fase. Vediamo come funziona questo strumento.

Il primo ingrediente è un oscillatore. Un oscillatore è, in poche parole, un amplificatore che “si accoppia da solo”, come un microfono e un altoparlante quando fischiano. Esattamente nello stesso modo, l’uscita dell’amplificatore viene riportata all’ingresso con un’opportuno filtro, per selezionare una frequenza. Quella frequenza rientrerà nell’amplificatore e sarà nuovamente amplificata: in questo modo, una volta acceso, l’oscillatore inizierà a produrre un’onda sinusoidale a una certa frequenza. Nel filtro, ci sono di solito induttanze e condensatori: i valori di queste componenti definiscono la frequenza a cui lavora l’oscillatore. Se colleghiamo un’antenna a questo filtro e avviciniamo o allontaniamo un corpo conduttore all’antenna, cambiamo leggermente la frequenza di lavoro. In questo modo, possiamo costruire due oscillatori identici, a meno dell’antenna che influenza la frequenza di uno dei due.

Due oscillatori uguali producono sinusoidi ad alta frequenza: uno dei due è equipaggiato con un'antenna che permette di cambiare leggermente la frequenza di lavoro. I due segnali vengono sommati e si ottiene un'onda di battimento.

Due oscillatori uguali producono sinusoidi ad alta frequenza: uno dei due è equipaggiato con un’antenna che permette di cambiare leggermente la frequenza di lavoro. I due segnali vengono sommati e si ottiene un’onda di battimento.

Sommando i due segnali, si ottiene quello che in fisica si definisce battimento: si tratta di un’onda di frequenza intermedia tra le due che vengono sommate, con ampiezza che varia nel tempo ad una frequenza pari alla differenza. La somma di due onde a frequenze alte e vicine è come il prodotto tra un’onda ad alta frequenza e una a bassa frequenza, quindi: la prima viene chiamata portante e la seconda modulante. Con un opportuno filtro, può essere estratta la modulante: in questo modo, con due oscillatori ad alta frequenza, di cui uno capace di variare di pochi percento la sua frequenza di lavoro, è possibile ottenere tutte le onde udibili dall’uomo. Le radio AM funzionavano esattamente grazie a questo principio: veniva trasmessa un’onda ad alta frequenza modulata con la forma dell’onda sonora: lo stesso sistema di filtri ci permetteva poi di ascoltare le trasmissioni. Un amplificatore, a sua volta pilotato dalla frequenza di un secondo oscillatore variabile, rende il segnale elettrico idoneo a essere mandato a un altoparlante. Il suono così ottenuto è, a seconda delle ampiezze delle due onde iniziali, più o meno simile ad una sinusoide, ma, in ogni caso, ha un timbro molto particolare.

Attraverso un filtro si può estrarre la modulante (in rosso) che poi, opportunamente amplificata, viene mandata ad un altoparlante.

Attraverso un filtro si può estrarre la modulante (in rosso) che poi, opportunamente amplificata, viene mandata ad un altoparlante.

La voce del Theremin è da sempre associata ai film di fantascienza, alla psichedelia, a suoni “di un altro mondo”: il fatto che si tratti di uno strumento che non va toccato, per essere suonato, lo rende ancora più “fantascientifico”. Molti gruppi musicali lo hanno usato per le loro registrazioni, dai Beach Boys, ai Led Zeppelin, a Jean Michel Jarre, tra gli altri, e alcuni compositori hanno creato musica per Theremin e pianoforte o per Theremin e orchestra. Ci sono stati dei grandi virtuosi di questo strumento: oltre il suo inventore, ricordiamo Clara Rockmore, che ha registrato un sacco di pezzi anche molto diversi tra loro. Per noi, un po’ nerd, forse questo è uno dei migliori…

 

Immagine di copertina: Leon Theremin che suona il suo strumento.

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