Ingrid Hunstad - Massimiliano Vallocchia Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.
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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)