1. I pick-up magnetici
2. La fisica dei pick-up
3. Il ruolo del corpo della chitarra

La chitarra elettrica è uno strumento iconico all’interno della musica moderna ed è fondamentale per diversi generi musicali come rock, blues, metal e molti altri. Si tratta di uno strumento musicale che ha rivoluzionato il modo in cui viene suonata e composta la musica contemporanea. La sua invenzione ha consentito agli artisti di creare nuovi suoni e di esprimere se stessi in modi completamente nuovi.

La fisica e, in particolare, gli ambiti dell’acustica e dell’elettromagnetismo sono alla base del suono che la chitarra elettrica produce, a partire dal funzionamento dei suoi pick-up fino alla dipendenza del suono dalla forma del suo corpo.

I pick-up magnetici

In sintesi, il suono della chitarra elettrica viene generato dal movimento delle corde, che produce una variazione molto caratteristica di un campo magnetico presente all’interno dei cosiddetti pick-up magnetici, le componenti elettromagnetiche che catturano le vibrazioni delle corde e le trasformano in segnali elettrici che possono essere amplificati e processati.

Il suono che i pick-up producono dipende, innanzitutto, dalla loro posizione sulla chitarra. In generale, più distanti tra loro sono i pick-up, maggiore sarà la varietà di suoni che otterremo dallo strumento. Più il pick-up è vicino al centro della parte vibrante della corda vuota, cioè al dodicesimo tasto, più caldo e ricco di volume e bassi sarà il suono; più il pickup è vicino al ponte, più il suono sarà invece brillante.

Il pick-up magnetico, sostanzialmente, è un dispositivo costituito da un magnete circondato da un avvolgimento, o bobina, costituito da alcune migliaia di avvolgimenti di filo di rame.

Il pick-up magnetico più comune è il pickup a bobina singola, anche conosciuto come pick-up single-coil. Questo tipo di pick-up utilizza una singola bobina di filo avvolta attorno ad un nucleo magnetico per rilevare le vibrazioni delle corde. I pickup single-coil sono noti per produrre un suono nitido e definito, con una buona risposta alle frequenze medio-alte. Tuttavia, a causa del loro design, sono anche sensibili alle interferenze elettriche e ai rumori di fondo, il che può limitare la loro versatilità.

Un’altra tipologia di pick-up è il pick-up humbucker. Questo tipo di pickup utilizza due bobine posizionate una accanto all’altra e cablate in serie; essi producono un suono con un’ampia gamma di frequenze e una maggiore resistenza alle interferenze e ai rumori di fondo. I pick-up humbucker sono noti per produrre un suono più caldo e rotondo rispetto ai pick-up single-coil, e sono spesso preferiti dai chitarristi che suonano generi musicali come il rock e il metal.

Oltre ai pick-up single-coil e humbucker, i pick-up si possono dividere in attivi e passivi. I pick-up attivi utilizzano un circuito interno alimentato da una batteria per amplificare il segnale elettrico prodotto, in modo che il suono ottenuto sia più potente e controllato. I pickup passivi, d’altra parte, non richiedono alcuna alimentazione e producono un suono più naturale e dinamico.

La fisica dei pick-up

Il magnete permanente nel pick-up magnetizza la corda di chitarra sopra di esso. Ciò fa sì che la corda stessa generi un campo magnetico allineato con quello del magnete permanente del pick-up. Quando la corda viene pizzicata, il campo magnetico attorno ad essa si muove su e giù con la corda. Questo campo magnetico in movimento induce una tensione elettrica di qualche decina di volt nella bobina, come descritto dalla legge di induzione di Faraday. Tale tensione indotta produce, a sua volta, una corrente nella bobina del pick-up.

La forma del segnale elettrico prodotto dal pick-up, cioè, in altri termini, la forma del grafico della corrente prodotta in funzione del tempo, rappresenta una copia elettrica della forma d’onda della corda vibrante, quindi anche del suono prodotto da essa. Il pick-up trasmette quindi il segnale elettrico ad un amplificatore, che amplifica appunto il segnale e lo invia ad un altoparlante, che trasforma il segnale amplificato in suono udibile.

Il ruolo del corpo della chitarra

Anche il corpo della chitarra elettrica ha un impatto sul suono prodotto dallo strumento. Il corpo funge da cassa di risonanza, amplificando il suono prodotto dalle corde e pertanto anche il segnale elettrico prodotto dai pick-up. Tale amplificazione avviene perché il corpo vibra in armonia con le corde, producendo così un suono più ampio e più completo.

La forma specifica del corpo della chitarra elettrica ha anche un effetto sul tipo di suono prodotto anche se, come vedremo più avanti, la relazione fra la forma della chitarra (e il materiale usato) e il suono prodotto è ancora una fonte di accesi dibattiti fra musicisti, liutai e appassionati di chitarra.

Le chitarre elettriche possono avere una vasta gamma di forme, che variano dall’iconica forma a singola spalla mancante della Gibson Les Paul Classic alla forma caratteristica e inconfondibile della Fender Stratocaster. Da un punto di vista puramente fisico, la forma del corpo della chitarra elettrica influenza la risonanza delle corde, determinando così il timbro generale della chitarra.

Inoltre, il tipo di legno utilizzato per il corpo della chitarra elettrica influisce anche sul suono prodotto. I legni utilizzati possono variare dal mogano o frassino alla betulla, e ogni legno ha una diversa densità e una diversa capacità di trasmissione del suono. Ad esempio, il mogano è relativamente denso e produce generalmente un suono caldo e pieno.

Come abbiamo già accennato, essendo il suono di una chitarra elettrica dipendente da una serie di fattori che interagiscono tra loro, tra cui il tipo di legno, la forma, i pick-up, il ponte, le corde, l’amplificatore e la tecnica utilizzata, la differenza nel suono di due chitarre può essere dovuta a uno o più di questi fattori. Pertanto risulta estremamente difficile, se non impossibile, determinare in modo esatto la singola influenza di uno dei fattori elencati. Ad esempio, la differenza fra due pick-up potrebbe risultare assolutamente preponderante, per quanto riguarda il tipo di suono prodotto, rispetto alla differenza fra i due tipi di legno utilizzati per la costruzione delle due chitarre che stiamo confrontando.

In definitiva, la discussione sul ruolo del tipo di legno e della forma della chitarra elettrica nella determinazione del suono prodotto continua ad essere oggetto di dibattito tra gli appassionati. Ci sono alcune differenze sonore che possono essere associate al tipo di legno e alla forma della chitarra, ma il suono complessivo dipende appunto dall’interazione complessa e spesso imprevedibile di più elementi.

Proseguendo il discorso sul corpo, esistono poi sia chitarre elettriche di tipo solid body, che hanno un corpo di legno pieno (o di altri materiali, quali resine sintetiche) e non hanno nessun tipo di cassa di risonanza che amplifichi la vibrazione delle corde, sia chitarre elettriche di tipo hollow-body, che hanno un corpo parzialmente (semi hollow-body) o interamente cavo (full hollow-body), in modo da risultare più o meno simile, in profondità, a quello di una chitarra acustica.

Queste ultime funzionano, da un punto di vista elettrico, in modo molto simile alle chitarre elettriche solid body, tranne per il fatto che, poiché anche il corpo cavo vibra, i pick-up convertono in un segnale elettrico anche parte delle vibrazioni della cassa di risonanza. Avendo però una struttura molto simile a quella di una vera e propria chitarra acustica, possono essere suonate anche senza essere amplificate durante concerti di piccole dimensioni.

In generale, comunque, le differenze descritte influiscono in modo importante sulle frequenze del suono in uscita, con i modelli solid body che producono un suono più secco e i modelli hollow-body che producono un suono più aperto.

In conclusione, la scelta del tipo di pick-up e del corpo della chitarra deve dipendere (oltre che da motivi estetici) dal tipo di suono che si desidera ottenere e dallo stile musicale che si vuole suonare. Come abbiamo visto, il suono prodotto non dipende solo dal tipo di pickup, ma anche dalla chitarra stessa, dal suo corpo e, non da meno, dall’amplificatore e dagli effetti utilizzati, di cui ci occuperemo in un futuro articolo.

Quindi, per ottenere il suono perfetto, è importante scegliere le componenti giuste e trovare la giusta combinazione di strumenti ed effetti.

Fonti:

• Martin Koch: “Building Electric Guitars”, 3rd edition – Koch Verlag (2001)
• Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini: “Fisica – Elettromagnetismo e ottica” – Casa Editrice Ambrosiana, distribuzione esclusiva Zanichelli (2017);
• Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci: “Fisica Volume 1”, Seconda edizione – Edises (2000);