Il suono

Sessantaduesima puntata

Che cos’è il suono? Come si produce la voce e come arriva alle nostre orecchie? E cos’è che distingue gli strumenti musicali? In questa puntata ci immergiamo nella fisica del suono con spiegazioni ed esperimenti.

 

 

 

 

 

  • Autori: Giovanni Organtini
  • Altre voci: Chiara Piselli
  • Regia: Edoardo Massaro
  • Musiche: Bach: -BWV 592: Concerto in G – 1. [Allegro] / -BWV 596: Concerto in d – 4. Largo e spiccato / -BWV 592: Concerto in G – 3. Presto / -BWV 593: Concerto in a – 1. [Allegro] / -BWV 595: Concerto in C, eseguiti da James Kibble (https://www.youtube.com/watch?v=5gklgQlVGP0)
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5 Responses to Il suono

  • Maurizio says:

    Bentornati!

  • Giuseppe Zaccaria says:

    Essendo il suono un’onda si può pensare di ottenerne una forma coerente e collimata come nel caso del LASER? Probabilmente non è attivo per il suono il fenomeno della emissione stimolata ma la possibilità di una trasmissione sonora collimata e coerente sono caratteristiche in linea di principio connesse con la natura di propagazione ondosa.

    • Non esattamente. La coerenza, con la luce, è ottenibile abbastanza facilmente perché la sua lunghezza d’onda è estremamente corta e dunque il fascio di luce emesso da un laser può facilmente passare da un’apertura senza essere “diffratta”. La diffrazione è il fenomeno per il quale, quando un’onda piana giunge su uno schermo con una stretta apertura, da questa s’irradia un fronte d’onda circolare, perché l’apertura funziona come una sorgente puntiforme di onde essa stessa. Con la luce, essendo l’apertura molto ampia rispetto alla sua lunghezza d’onda, il fronte d’onda non si allarga e l’onda piana inizialmente prodotta nella cavità continua a propagarsi sostanzialmente nello stesso modo all’uscita.

      La lunghezza d’onda del suono invece è piuttosto grande e di conseguenza gli effetti della diffrazione si fanno sentire rendendo praticamente impossibile realizzare un “laser acustico”. L’onda sonora, infatti, appena lascia la sorgente, anche se inizialmente collimata, si allarga per effetto della diffrazione.

      Nonostante questo, alcuni sono riusciti nell’impresa utilizzando onde acustiche ultrasoniche e adottando la tecnica di modularne la frequenza in modo molto simile a quanto si fa con le onde radio nelle trasmissioni FM. In sostanza si producono onde acustiche molto corte, cui l’orecchio umano non è sensibile. La frequenza delle onde però è modulata in modo che segua l’ampiezza di un’onda sonora. L’orecchio riesce così a percepire soltanto la modulazione e si riesce a realizzare un “laser sonoro”, sebbene con qualche limitazione dovuta al fatto che gli ostacoli riflettono e rifrangono l’onda (un po’ come il fumo rende visibile il fascio di un laser che altrimenti sarebbe invisibile).

      Un esempio lo può vedere qui: https://youtu.be/aBdVfUnS-pM

  • Giuseppe Zaccaria says:

    Grazie per le vostre risposte sempre puntuali e approfondite. La ricchezza di spunti che ne deriva mi spinge a chiedere un’altra delucidazione: qual è il principio su cui si basano la modulazione di frequenza e quella di ampiezza?

    • Nella modulazione in ampiezza (AM), come dice il nome, si modifica l’ampiezza dell’onda radio in modo che segua l’ampiezza del segnale da trasmettere. In pratica si irradia un’onda di frequenza fissa (portante) la cui ampiezza è proporzionale al segnale da trasmettere. In ricezione basta sottrarre la portante per ottenere l’onda sonora trasmessa (vedi, e.g., https://www.geogebra.org/m/qgjsjcjb).

      Nella modulazione in frequenza (FM) l’ampiezza della portante è costante, ma la sua frequenza cambia con quella del segnale da trasmettere. La frequenza dell’onda effettivamente trasmessa è quella della portante cui si aggiunge quella del segnale da trasmettere. Tecnicamente è più difficile ottenere il segnale (non basta sottrarre un segnale costante), ma ci sono molti vantaggi pratici: si possono trasmettere segnali piccoli con meno potenza, più lontano e con meno distorsioni. Puoi vedere com’è fatta l’onda modulata qui: https://www.geogebra.org/m/mjpwbnhw

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Per la revisione dei testi, gli utilissimi suggerimenti e il supporto in varie forme, un grazie agli ascoltatori: Alberto S., Andrea P., Federico C., Francesca D'A.O., Lara B., Onorio L.C., Cesare S., Stefano B., Antonella F., Lorenzo G., Alberto V.