Ingrid Hunstad - Massimiliano VallocchiaIstituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

Che cosa è un’onda?Che cosa è un’onda?

E’ una perturbazione che si propaga E’ una perturbazione che si propaga

nello spazionello spazio

e che può trasportare energiae che può trasportare energia

da un punto all'altroda un punto all'altro

Dunque l'onda è una Dunque l'onda è una

perturbazioneperturbazione che viaggia che viaggia

attraverso un mezzoattraverso un mezzo

Le particelle del mezzo Le particelle del mezzo

oscillano tornando alla loro oscillano tornando alla loro

posizione iniziale posizione iniziale

…..….tutte le onde hanno bisogno di un mezzo?

No, le onde e.m. si propagano anche nel vuoto

Le onde S non si propagano nei gas e nei liquidi perché le forze trasversali sono troppo piccole

Infatti le onde sismiche S non si propagano nel nucleo esterno perché è liquido

Onde trasversaliOnde trasversali

Onde sismiche SOnde sismiche S

Onde longitudinaliOnde longitudinali

Onde sismiche POnde sismiche P

Onde acusticheOnde acustiche

Aria Aria 340 m/s 340 m/s

Acqua Acqua 1400 m/s 1400 m/s

Legno Legno 5000 m/s 5000 m/s

Acciaio Acciaio 5000 m/s 5000 m/s

Crosta Terrestre ~ 6000 m/sCrosta Terrestre ~ 6000 m/s

Video pallina - foglio

Come si descrive un’onda?

concon Ampiezza e

Lunghezza d’onda oLunghezza d’onda o

Frequenza

La frequenza (La frequenza (Hz) )

esprime il numero esprime il numero

di cicli, o vibrazioni, di cicli, o vibrazioni,

che avvengono in che avvengono in

un secondoun secondo

Quando la frequenza aumenta diminuisce la lunghezza d’ondaQuando la frequenza aumenta diminuisce la lunghezza d’onda

Qual è l’intervallo di frequenza delle onde acustiche che gli umani possono udire ?

l'apparato uditivo trasforma le onde che lo colpiscono in impulsi elettrici

1 MHz - 10 MHz

20 Hz 20.000 Hz

ultrasuoniinfrasuoni

Onde sismiche P Onde sismiche P

2000-5000 Hz

Onde sonoreOnde sonore

….i non umani hanno un apparato uditivo diverso

ultrasuoni

infrasuoni

vediamo se è vero che noi non sentiamo ultrasuoni e infrasuoni…

Quali di questi volatili riusciamo a sentire?

barbagianni

colibrì humming bird = uccello ronzante

bombo

Cosa vibra in uno strumento ?

Strumenti a corda e a percussione

Strumenti a fiato

Quali frequenze emette uno strumento ?

Corda o colonna d’aria lunga

bassa frequenzagrande lunghezza d’onda

Corda o colonna d’aria corta

alta frequenzapiccola lunghezza d’onda

200 Hz

400 Hz

Vediamo se è vero sullo xilofono

Quale legame esiste tra la dimensione di uno strumento e la frequenza che

può emettere?

Lunghezza fissa Lunghezza variabile

arpa

pianoforte

cembalo

flauto andino

organo

violino

contrabbasso

chitarra

flauto traverso

oboe

Cosa vuol dire accordare uno strumento?

Fare si che una corda oscilli ad una frequenza stabilita cambiando la tensione

La3 sul pianoforte = 440 Hz frequenza emessa dal

diapason

Xilofono + oscilloscopioXilofono + oscilloscopio

Cosa vibra quando la voce umana produce

un suono?

Il più ricco, plasmabile e suggestivo

degli strumenti a fiato è la voce umana

le pieghe vocali

sperimentiamo insieme con la voce …

baritono sopranocontraltotenore mezzosopranobasso

Hz

Il suono del terremoto Il suono del terremoto

CuriositàCuriosità

  

Johann Nepomuk Maelzel

Inventore

Beethoven ad un certo punto della sua vita suonava ad un certo punto della sua vita suonava

il pianoforte tenendo stretta fra i denti l’estremità di il pianoforte tenendo stretta fra i denti l’estremità di

una bacchetta di legno poggiando l’altra sulla cassa di una bacchetta di legno poggiando l’altra sulla cassa di

risonanza del pianoforte per percepire le vibrazioni. risonanza del pianoforte per percepire le vibrazioni.

Perché gli indiani d’AmericaPerché gli indiani d’Americaappoggiavano l’orecchio sulle appoggiavano l’orecchio sulle rotaie del treno?rotaie del treno?

Avevano capito che il suono si propaga meglio e con maggior Avevano capito che il suono si propaga meglio e con maggior

velocità nei solidi e quindi il suono del treno si propaga più velocità nei solidi e quindi il suono del treno si propaga più

velocemente lungo la rotaia che nell’ariavelocemente lungo la rotaia che nell’aria

Aria Aria 340340 m/s m/s

Acqua Acqua 1400 m/s1400 m/s

Legno e acciaio Legno e acciaio 50005000 m/s m/s

Le esplosioni nello spazio nei film Le esplosioni nello spazio nei film

di fantascienza si possono di fantascienza si possono

davvero sentire?davvero sentire?

… … Balle Spaziali !Balle Spaziali !

20 Hz 20.000 Hz

ultrasuoniinfrasuoni Onde sonoreOnde sonore

Coro della Terra

0.0001 Hz

P

200Hz 2800Hz

40Hz 700Hz

3000Hz20Hz

Che unità di misura è il deciBel?Che unità di misura è il deciBel?

Il decibel (simbolo Il decibel (simbolo dBdB) è una misura del ) è una misura del rapporto tra una rapporto tra una data intensità e l’intensità di riferimento Wdata intensità e l’intensità di riferimento W00

Il suono viaggia più rapidamente nei mezzi più densi.

κ elasticità del mezzo ρ densità del mezzo

L'elasticità sta al numeratore, quindi ci aspettiamo che la velocità del suono aumenti nei mezzi più rigidi, a parità di densità.

La densità, invece, si trova al denominatore, quindi ci aspettiamo che la velocità del suono diminuisca nei mezzi più densi, a parità di costante elastica.

1018 exa E Trilione 1 000 000 000 000 000 000

1015 peta P Biliardo 1 000 000 000 000 000

1012 tera T Bilione 1 000 000 000 000

109 giga G Miliardo 1 000 000 000

106 mega M Milione 1 000 000

103 kilo o chilo

k Mille 1 000

102 etto h Cento 100

10 deca da Dieci 10

10−1 deci d Decimo 0,1

10−2 centi c Centesimo 0,01

10−3 milli m Millesimo 0,001

10−6 micro µ Milionesimo 0,000 001

10−9 nano n Miliardesimo 0,000 000 001

10−12 pico p Bilionesimo 0,000 000 000 001

Ed ora un piccolo esperimento

Un modellino “umano”di particelle (voi) che vibrano

al passaggio della purturbazione (io)