Vibrazione
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La condizione fondamentale affinché si produca un suono è che sia messo in vibrazione un corpo vibrante e perché un corpo sia definito vibrante, è necessario che sia elastico. Una corda, ad esempio, viene definita vibrante quando viene sottoposta a tensione. Quando una corda viene messa in vibrazione, si producono due nodi all’estremità ed un ventre al centro e lo spazio coperto dalla corda nel suo vibrare verso l'alto e verso il basso viene chiamato ampiezza della vibrazione. Esistono delle leggi che regolano la vibrazione delle corde. Per capirle, però, bisogna introdurre il concetto di frequenza, il numero di vibrazioni che vengono compiute in una determinata unità di tempo, per noi il minuto secondo. Le leggi sono:
- La frequenza è inversamente proporzionale alla lunghezza della corda: più lunga una corda, minore è il numero delle vibrazioni al minuto secondo e meno acuto è il suono prodotto;
- La frequenza è inversamente proporzionale al diametro: più grossa una corda, minore è il numero delle vibrazioni e meno acuto il suono prodotto;
- La frequenza è direttamente proporzionale al quadrato della tensione: più si tende una corda, maggiore è il numero di vibrazioni e più acuto è il suono prodotto;
- La frequenza è inversamente proporzionale al quadrato della densità: più la corda è densa, minore è il numero delle vibrazioni e meno acuto è il suono prodotto.
Per ottenere suoni acuti occorrono corde sottili, corte e ben tese; per ottenere suoni gravi occorrono corde spesse, lunghe e leggermente tese.
L'aria, come qualsiasi gas, può diventare un corpo vibrante purché sia contenuta in un tubo dalle pareti rigide che abbia almeno una via di comunicazione con l'esterno. Distinguiamo i tubi che si utilizzano nella pratica musicale, in base alla loro imboccatura. Quest'ultima può essere:
- A Flauto: si ha quando la corrente d’aria immessa nel tubo s'incontra con uno spigolo tagliente.
- Ad ancia Semplice: si ha quando il suono è provocato dalle vibrazioni dell'ancia che si può adattare in una fenditura tagliata a becco, abbastanza larga da permettere un'intera oscillazione (Ancia semplice libera. Es. Harmonium) o in una fenditura più stretta che non la lascia passare la laminetta, consentendole di compiere soltanto mezza oscillazione (Ancia semplice battente. Es. clarinetto e sassofono).
- Ad ancia doppia: il cui suono è provocato dal chiudersi e dall'aprirsi di una stretta fessura formata da due sottilissime linguette di canna riunite ad un'estremità. Ad esempio, l'oboe e il fagotto.
I tubi possono essere anche aperti dai due lati (tubi aperti) o da un solo lato (tubi chiusi). Nel tubo aperto si forma un nodo al centro e due ventri ai lati, mentre nel tubo chiuso il ventre si forma alla fine e l'aria torna indietro. La conseguenza è che, a parità di lunghezza, un tubo chiuso produrrà un suono che è l'ottava bassa di un tubo aperto.
La frequenza, nei tubi, dipende:
- dall’ampiezza dell'apertura attraverso la quale si immette l'aria: più l'apertura è piccola, maggiore sarà il numero delle vibrazioni e più acuto sarà il suono;
- dalla rapidità con la quale l'aria è immessa nel tubo (dipende dall'esecutore);
- dalle dimensioni della colonna d'aria contenuta nel tubo: più è lungo il tubo, maggiore sarà la quantità d’aria in esso contenuta e più grave il suono prodotto.
Per quanto riguardano, invece, le piastre e le membrane, la vibrazione di questi strumenti è regolata dalla legge del fisico Chladni, il quale prese dei granelli di sabbia e li sparse sopra le piastre. Mettendoli in vibrazione, questi granelli si riunivano secondo alcune linee nodali (= linee di non vibrazione) e si accorse che si ottenevano questi disegni, più o meno geometrici.
