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Spiegazione: sulla piastra si formano delle "onde
stazionarie". Quando la si sfrega, la piastra non
oscilla uniformemente in alto e in basso: in
determinati punti (i ventri) entra in oscillazione,
mentre in altri (i nodi) rimane assolutamente ferma.
Toccando la piastra su un angolo, in tale punto si
produce forzatamente un nodo.
13. Oscillazioni delle campane
•
Fissare la calotta della campana nel morsetto
da tavolo con l'apertura rivolta verso l'alto.
•
Percuotere in diversi punti il bordo della
campana con il martelletto (in alternativa
sfregarlo con l'archetto da violino).
L'altezza della nota dipende dal punto in cui si
percuote il bordo. Si possono certamente ottenere
differenze di un'intera nota. Percuotendo la
campana
in
determinati
entrambe
le
note
"fluttuazioni" (aumento e diminuzione periodica
del volume in una successione più o meno rapida).
Spiegazione: le campane sono piastre oscillanti
forgiate. Nella maggior parte dei casi le armoniche
superiori non sono armoniche rispetto alla tonica.
Anche le campane sono divise in singole sezioni
oscillanti mediante linee nodali.
14. Onde stazionarie
•
Fissare il cappio della corda per onde al
campanello di una porta con un semplice nodo.
•
Tendere moderatamente la corda ed eseguire
dei lenti movimenti circolari con la mano.
•
Quindi tendere maggiormente la corda ed
eseguire dei movimenti circolari più veloci.
Col movimento lento si formano dei nodi in
corrispondenza delle estremità della corda e un
ventre al centro. Col movimento più veloce si
formano 3 nodi e 2 ventri, aumentando ancora la
velocità del movimento otteniamo 4 nodi e 3 ventri.
Spiegazione: con la riflessione sulla porta si creano
delle onde stazionarie. A causa dell'inerzia
dell'occhio sembra di vedere contemporaneamente
l'onda originaria e l'onda riflessa.
Nella prima armonica la corda oscilla su e giù per
la sua intera lunghezza sotto forma di una
semionda. Al centro c'è un ventre, alle due
estremità i nodi. Nella prima armonica (ottava) la
corda oscilla sotto forma di un'onda intera (2 ventri
e 3 nodi). Nella seconda armonica abbiamo 3
ventri e 4 nodi e via di seguito.
15. Armoniche superiori
•
Soffiare con la bocca nella canna labiale
dapprima debolmente e poi con molta forza.
punti
si
eccitano
ottenendo
le
famose
Inizialmente si percepisce la tonica, soffiando più
forte una nota nettamente più alta.
Spiegazione: con la canna chiusa, per avere un
nodo sul fondo e un ventre sul tagliente si devono
sempre formare delle onde stazionarie. È il caso in
cui
la
lunghezza
esattamente a 1/4 della lunghezza d'onda. Ma è
anche il caso in cui la distanza tra l'apertura e il
fondo è pari a 3/4, 5/4, 7/4 ecc. delle lunghezze
d'onda.
Oltre alla tonica, quindi, si formano anche in
misura più o meno forte tutte le armoniche dispari
della serie di note armonica.
Il fatto che ogni strumento musicale abbia un suo
colore di suono caratteristico va attribuito (e si
deve) solo al verificarsi di armoniche superiori più
o meno forti.
16. Misurazione della lunghezza d'onda
•
Chiudere l'estremità del tubo di vetro lungo
esattamente 45 cm con la membrana di
gomma e, mantenendolo inclinato, con un
cucchiaino da tè versare nel tubo una piccola
quantità di polvere di licopodio in modo che
nel tubo si formi una sottile fascia gialla
uniformemente distribuita.
•
Fissare il tubo in vetro al tavolo di lavoro
tramite un morsetto di supporto, un morsetto
da tavolo e un blocco in plastica.
•
Battere con molta forza il diapason (1700 Hz)
sul manico di un martello e tenere un rebbio
sul fianco proprio davanti all'apertura del tubo.
Eventualmente ripetere più volte l'operazione!
La polvere di licopodio oscilla intensamente in
corrispondenza dei ventri di oscillazione, mentre
nei nodi resta completamente ferma. Le particelle
di polvere cadono sul fondo del tubo formandovi
cumuli periodici che si ripetono 4 volte e ½ lungo
l'asse del tubo.
Spiegazione: il diapason in metallo leggero ha una
frequenza di 1700 oscillazioni al secondo. In base
alla facile relazione
lunghezzad
'
onda
340
⋅
m
/
s
=
0
1700
⋅
Hz
la relativa lunghezza d'onda è pari a 20 cm. In un
tubo lungo 45 cm, quindi, "ci stanno" 4 semionde e
½ o 2 lunghezze d'onda piene e una lunghezza di
quarto d'onda, come ha mostrato l'esperimento. In
corrispondenza dell'apertura del tubo c'è sempre
un ventre, sul fondo sempre un nodo.
5
della
canna
corrisponde
velocitàde
lsuono
=
frequenza
,
2
⋅
m
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