¿Los instrumentos como la flauta, el clarinete y el órgano de tubos se basan todos en la misma física?

Una flauta y una tubería de órgano son algo similares en el sentido de que tienen la física de una tubería abierta: en ambos extremos la presión es cero y la excitación máxima. Eso significa que la longitud corresponde a la mitad de una longitud de onda de la frecuencia básica. (C central es de aproximadamente 2 pies)

Un clarinete es diferente: la caña actúa como si la tubería estuviera cerrada en ese extremo, con excitación cero y presión máxima. Eso hace que la tubería sea un cuarto de la longitud de onda, y eso explica por qué un clarinete, de aproximadamente la misma longitud que una flauta, es casi una octava más baja. También explica por qué el clarinete toca en exceso en el 12 en lugar de la octava. (Dado que está preguntando explícitamente sobre los órganos de tubos: algunos órganos tienen “tubos parados”, que tienen el mismo efecto de disminución de octava que un clarinete, pero están cerrados en el extremo más alejado, no donde ocurre la excitación).

Aún así, incluso un clarinete tiene la física de las ondas longitudinales. Un oboe es diferente porque tiene armónicos esféricos, que surgen de su agujero cónico (en oposición al cilíndrico). Actúa como una tubería parada, pero la frecuencia básica es nuevamente la misma que para una flauta, no para un clarinete.

Además de la excelente respuesta de Victor Eijkhout, otro detalle de importancia práctica para los jugadores: la forma diferente del clarinete – un orificio policilíndrico (a diferencia del orificio cónico del oboe) y el extremo cerrado (a diferencia de los dos extremos abiertos de la flauta) – acomoda ondas estacionarias que corresponden a los armónicos extraños de la fundamental, por lo que (a diferencia de un saxofón, oboe, flauta u otro viento de madera orquestal) los dos registros principales (“chalumeau” y “clarion”) de un clarinete están separados por una doceava parte, en lugar de una octava. (El duodécimo proviene de la relación de frecuencia de 3: 1. El registro “altissimo” es un duodécimo más un sexto – o dos octavas y un tercero – por encima del registro chalumeau, que corresponde a una relación de 5: 1.)

La flauta logra su sonido a través del viento que fluye sobre un borde fuertemente angulado, lo que hace que la masa del aire dentro de la flauta vibre. El patrón de digitación cambia la dinámica de la masa de aire dentro de la flauta, dando como resultado diferentes notas.

El clarinete es un instrumento de lámina. La caña vibrante establece la masa de aire dentro del instrumento para vibrar, y la nota se produce a través de las digitaciones de manera similar a la flauta.

La similitud con los tubos de órgano es clara.

En una tubería abierta, vemos funciones similares a la flauta: el viento sube por la punta del pie, está formado por el labio inferior y fluye a través del lánguido, lo que hace que la masa de aire que se encuentra sobre la boca de la tubería vibre. Cada tubo produce una nota en proporción a su longitud.

En los tubos de láminas, vemos funciones similares al clarinete: el viento sube a través de la chalota y hace que la caña de latón vibre, lo que hace que la masa de aire en el resonador vibre. Al igual que las tuberías abiertas, cada tubería de lámina produce solo una nota.

Las tuberías abiertas se ajustan con precisión cambiando la longitud de la tubería; su color de sonido se ajusta a través de los labios superior e inferior, el lánguido y las barbas, si existen. Los tubos de láminas se sintonizan aproximadamente cambiando la longitud del resonador, y el color del sonido y el tono preciso se logran ajustando la curva de la lámina (lengüeta) y su longitud a través de un cable rígido deslizante, que actúa como la ligadura del clarinete .