Onde sonore, ne siamo avvolti, che siano gradevoli o meno, ne siamo a volte perfino bombardati, ma come “funzionano” e cosa sono dal punto di vista più scientifico? Studiandone la propagazione non togliamo nulla alla poesia che esse ci portano, anzi, sembrerò tutto più bello perché anche nella fisica, c’è molta poesia. Basta saperla cogliere.
L’onda sonora è un’onda elastica che permette ad una vibrazione di essere trasmessa in un mezzo. Si può parlare anche di onda acustica, si intende sempre quell’onda. Per essere più concreti, pensiamo alla corda di uno strumento musicale che, vibrando, mette in vibrazione le particelle d’aria o del mezzo in cui è immerso, e via via questo vibrare si trasmette per distanze anche considerevoli.
Onde sonore in fisica
Si studiano in fisica, le onde sonore, in questa materia il suono prima di essere fantasia e spartiti, è un’oscillazione che le particelle di un mezzo, che siano atomi o molecole, compiono.
Prediamo sempre la corda e facciamola vibrare anche lievemente. Il suo movimento produce nell’aria che la avvolge una serie ritmica di compressioni e di rarefazioni che si propagano verso l’esterno e provocano variazioni di pressione. Queste variazioni, causate dalla regolare alternanza di compressioni e rarefazioni, rappresentano l’onda sonora.
Studiando la Fisica, appunto, si vede come queste onde sonore si allarghino in modo concentrico dalla sorgente e non trasportino materia.
Onde sonore: definizione
Per definizione le onde sonore sono spostamenti delle particelle date da una oscillazione, intorno alla loro posizione di riposo che si propagano a distanza. Esse nascono da un corpo che per qualsivoglia motivo entra in vibrazione ed è detto sorgente.
Queste onde, e non sono le uniche, per propagarsi hanno bisogno di un mezzo e sono onde definite longitudinali.
Onde sonore: scuola primaria
Per raccontare ai bambini le onde sonore, meglio fargliele percepire e nel modo più divertente possibile, ecco perché propongo questa lampada notturna con proiettore che unisce onde sonore e onde luminose ottenendo un grande effetto rilassante.
Costa 72 euro, è a forma di gufo, emette una luce morbida adatta al sonno e si può scegliere tra 4 melodie “classiche” e 4 suoni della natura, impostando sullo spegnimento automatico dopo 15, 30, 60 minuti. Nella scuola primaria le onde sonore sono un concetto piuttosto difficile da affrontare, si propende quindi per far avvicinare i bambini alla musica e, più avanti, a spiegare loro cosa ci sta dietro.
Onde sonore: esercizi
Proprio andando avanti con gli studi si inizia ad entrare nel merito delle onde sonore, della loro velocità di propagazione e delle loro caratteristiche principali. In particolare gli esercizi di fisica inerenti sono relativi a onde sonore che incontrano ostacoli o che si propagano in mezzi che hanno una densità diversa da quella dell’aria.
Onde sonore: propagazione
Come accennato, è necessario che ci sia un mezzo materiale, come l’aria o l’acqua, per fare in modo che le onde acustiche si possano propagare, perché solo in presenza di un mezzo si hanno delle molecole che iniziano a vibrare a catena trasmettendo il segnale sonoro.
Si dicono longitudinali, queste onde, perché la direzione di vibrazione delle molecole è parallela alla direzione di propagazione dell’onda, per quanto riguarda la velocità, dipende dal mezzo in cui ci troviamo. Se prendiamo l’aria, la loro velocità è di circa 330 m/s, diventa più alta nei liquidi e nei solidi, nell’acciaio è di circa 6000 m/s. Rispetto alla velocità della luce, non c’è confronto ed è per questo che i tuoni associati ai lampi vengono uditi con molto ritardo.
Onde sonore: musica
La musica non è l’unico tipo di onda sonora che conosciamo, lo è anche la voce e anche lo sgradevole rumore del traffico e gli studi di psicoacustica musicale ci raccontano come il gradevole e lo sgradevole siano poi molto oggettivi.
Se andiamo a guardare le sorgenti di un’onda sonora gradevole, allora sì, è musica. Negli strumenti a fiato, l’aria soffiata nel bocchino dello strumento mette in vibrazione la colonna d’aria contenuta ed ecco l’onda sonora. Nel pianoforte sono le corde ad essere percosse con un martelletto entrando in vibrazione.
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