Cos'è un suono?

Cos'è un suono?

Episodio 7

domenica 14/01/18 09:26 - ultimo aggiornamento: giovedì 11/01/18 09:38

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Un suono è prodotto dalla vibrazione di un corpo, come una corda, una membrana o, come negli strumenti a fiato, (tromba, flauto, ecc.), una colonna d’aria messa in movimento dal soffio di chi suona. Anche la nostra voce è il prodotto di una vibrazione. Quando parliamo, l’aria esce dai polmoni e fa vibrare le corde vocali, piccole membrane all’interno della laringe. Se non c’è un mezzo come l’aria che propaga le vibrazioni non c’è suono. Il vuoto spaziale è il luogo più silenzioso che possiamo immaginare, perché nel vuoto le vibrazioni non possono propagarsi. La sorgente sonora, cioè il corpo che emette il suono, vibrando, comprime e decomprime l’aria vicino a sé, generando delle onde che si propagano. Quando queste onde arrivano all’orecchio fanno vibrare il timpano, una sottile membrana, questa vibrazione è amplificata da tre minuscoli ossicini al di là del timpano, dopodiché la vibrazione è trasformata in un segnale elettrico che è trasmesso al cervello, e solo qui diventa un suono. Senza aria né cervello non c’è suono.

 

Esperimento di Margot

Occorrente
Una scatola circolare o un secchio di plastica flessibile ma robusto (barattolo per gelato o caffè), un foglio di gomma (cuffietta per piscina o la gomma di un palloncino gonfiabile) abbastanza per coprire l’apertura del contenitore, un elastico molto resistente, 2 tubi di plastica o 2 rotoli di cartone o un tubo a L, nastro adesivo, taglierino e forbici, zucchero o sale in quantità.

Come si fa
Costruiamo un ‘tonoscopio’. È un curioso strumento che permette di creare figure usando la voce. Prima di tutto serve una scatola tonda e un tubo a L. Fate un foro sulla scatola poco più largo del diametro del tubo. Inserite il tubo nel foro. Sistemate la membrana di gomma sull’apertura fissandola con l’elastico. Spargete un po’ di sale sulla superficie in modo omogeneo. Se cantate nel tubo, vedrete formarsi delle belle figure che cambieranno in base all’altezza del suono e alla vocale prodotta. Il tonoscopio è uno strumento che permette di ‘vedere’, per così dire, le vibrazioni prodotte dalla voce. Se cambiate l’altezza del suono o la vocale, cambierà il disegno poiché il materiale vibrerà in modo diverso. Le linee che formano il disegno sono zone della membrana che non vibrano, dette nodi. Lungo queste linee si accumula il sale, creando delle figure simmetriche chiamate ‘figure di Chladni’, dal nome del fisico che le studiò. La posizione delle linee nodali cambia anche al variare della forma della superficie vibrante, delle sue dimensioni, del modo in cui vibra; più è acuto è il suono, maggiori sono le linee che si producono, la complessità delle figure è proporzionale alla frequenza sonora. Provare per credere.

 

Curiosità

Qual è stato il primo strumento musicale?
Lo strumento più antico fino ad oggi scoperto è un flauto risalente a circa 35mila anni fa nel Paleolitico. Costruito con il radio, un osso dell’ala di un uccello con un’apertura alare superiore a 2 metri, è stato rinvenuto da un gruppo di ricercatori di Tubinga, nel sud-ovest della Germania, presso la grotta di Hohle Fels. Lo strumento era frantumato ed è stato ricomposto interamente. È lungo poco più di 20 cm, ha 5 fori e un diametro di 8 mm. Chissà che melodia faceva, non possiamo saperlo, tuttavia è la prova che la musica è arrivata molto presto nella storia dell’uomo.

Quali suoni sente l’uomo?
Non tutte le vibrazioni producono suoni. Il nostro orecchio percepisce un suono solo se la sorgente vibra con una frequenza compresa tra 16 e 12000 hertz. Le due frequenze estreme si chiamano limiti di udibilità. Al di fuori, il nostro orecchio è ‘sordo’. Sopra questi limiti abbiamo gli ultrasuoni, i cani arrivano a percepire vibrazioni fino a 50000 hertz. Dalla 23a settimana di gravidanza, le orecchie del feto cominciano a percepire i primi rumori. All’inizio sono i suoni del grembo materno: il battito del cuore, il borbottio dell’apparato digerente, la voce della mamma. Poco alla volta arrivano anche i suoni dall’esterno attenuati dal liquido amniotico e dall’utero, poco più di un sussurro.

Qual è la velocità del suono?
Il suono ha una velocità finita, occorre tempo perché le onde acustiche partite dalla sorgente sonora raggiungano una certa distanza (pensa al caso del tuono, che arriva dopo il lampo). La velocità del suono dipende dal mezzo di propagazione e nell’aria secca alla pressione di 1 atmosfera e O°C è circa 330 m/s. Le onde non si propagano solo nell’aria, ma anche in altri materiali solidi o liquidi come l’acqua. Se al mare mettete la testa sottacqua sentirete ancora le voci e i suoni ma in modo molto diverso.

Il rumore più assordante mai registrato?
È stato quello dell’eruzione del vulcano Krakatoa, in Indonesia, il 27 agosto 1883. Il botto distrusse completamente l’isola e si sentì come uno sparo in lontananza fino a 4.800 km di distanza. Il decibel (dB) misura l’intensità sonora, non ha un valore assoluto, ma è definito a partire dal suono minimo udibile dall’orecchio. Il valore massimo è circa un milione di volte più intenso e corrisponde a 120-130 dB, oltre i 140 dB si hanno danni all’udito.

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