Tubo di onde sonore

Nel 1866, Il fisico tedesco August Kundt (1839-1894) fu in grado di rappresentare fisicamente le onde sonore.

“Kundtsches Staubrohr”

Il “Kundtsches Staubrohr” consente di rendere visibili le onde sonore stazionarie tramite un tubo di vetro. La farina di sughero contenuta nel tubo viene mossa da un´ onda sonora intensa. Quando l'aria viene vibrata nel tubo nella sua risonanza naturale, gli antinodi (con particelle d'aria fortemente mobili) e i nodi (con particelle d'aria non mobili) si formano lungo la lunghezza del tubo. La farina di sughero nel tubo viene depositata sui nodi di vibrazione e in consequenza rende visibili le onde sonore.

Nel nostro caso la farina di sughero è stata sostituita da un liquido speciale.

Nel tubo dell´ onda è allora reso visibile il movimento delle onde sonore invisibili nell'aria.

  1.     L'onda sonora prodotta da un altoparlante entra nel tubo.
  2.     Alla fine del tubo è riflessa da un piatto, il timbro.
  3.     Alla fine del tubo è riflessa da un piatto, il timbro.
  4.     L'onda di ritorno ha una fase opposta solo in determinati intervalli di frequenza.
  5.     Nello stesso tempo, le onde in entrata e quelle riflesse devono avere approssimativamente la stessa intensità.
  6.     Solamente quando l'intensità e la loro relazione di fase corrispondono, viene creata un'onda stazionaria.

Nel nostro esperimento, il tutto accade nelle seguenti gamme di frequenza:

  •     165  Hz – volume 90-100%  
  •     330 Hz – volume 90-100%   
  •     445 Hz – volume 90-100 %

Sovrapposizione di onde

Altri fenomeni possono essere osservati quando diverse onde si sovrappongono.

Esempio: se lanci due pietre contemporaneamente nell'acqua, puoi vedere che le onde circolari risultanti si penetrano senza disturbarsi a vicenda. Questo vale per tutti i tipi di onde.

Le onde si penetrano senza disturbare la loro diffusione.

Nel caso di sovrapposizione di onde della stessa frequenza esiste un termine tecnico: interferenza

In questo caso si formano aree di rinforzo, indebolimento oppure estinzione.

Il tutto deriva dall'aggiunta delle deflessioni delle singole onde:

Rinforzo

Quando  due creste dell'onda o due depressioni dell'onda si incontrano (due fasi identiche o simili), si produce una cresta dell'onda ancora più elevata o una depressione dell'onda ancora più profonda - la deflessione viene allora aumentata.

Indebolimento o estinzione

Se la cresta dell'onda di un'onda incontra una depressione dell'altra onda (lo sfasamento tra le onde è quindi uno strano multiplo della metà della lunghezza d'onda), succede un indebolimento - la deflessione positiva e negativa si sommano. Quando le ampiezze sono ugualmente alte, c'è completa estinzione.