Scienza e musica by PLaNCK!

www.planck-magazine.itwww.planck-magazine.it NUMERO27 ESCIENZAMUSICA8,50€singolacopia-21,00€NE/PD70%–POSTALEABBONAMENTOINSPEDIZIONE–S.P.A.ITALIANEPOSTE 2013novembre21del4093numeroPadovadiTribunaledelAutorizzazione 7426549588978ISBN-2284-0761ISSN-Numero27-Quadrimestraleottobre2022/gennaio2023 ALL’INTERNO!DAUNNUMEROLEGGEREE…ASCOLTARE!SCOPRICOME

Incontro di Piero Angela con la redazione diPLaNCK!, nel 2016. In quell’occasione a PieroAngela è stato regalato un numero della rivistaPLaNCK! (Foto di Robertawww.planck-magazine.Baria)it/novita/un-numero-tutto-da-ascoltare/

Cara lettrice, caro lettore, la lettera di apertura di questo numero di PLaNCK! questa volta è scritta da parte di tutta la redazione perché quello che stai per leggere è un numero davvero speciale! Da tanto tempo avevamo in mente di pubblicare un numero dedicato a “scienza e musica”: si tratta di un argomento per noi molto importante che fa vedere quanti legami ci sono tra due ambiti che spesso teniamo separati, l’ambito della scienza e quello della musica appunto. Per noi è solo un esempio di quanto sia importante mostrare come la scienza si leghi a tanti altri ambiti della cultura e dell’arte in particolare. Ma questa volta c’è qualcosa in più. Come leggi anche nell’editoriale, il 13 agosto ci ha lasciati Piero Angela, il “papà” della divulgazione scientifica in Italia. Ed è a lui che dedichiamo questo numero ricordando chi era e il grande lavoro che ha fatto in Italia. Piero Angela è nato a Torino il 22 dicembre 1928 e ha iniziato la sua carriera come conduttore di trasmissioni radio e giornalista, per poi passare alla televisione, inizialmente come inviato al telegiornale della RAI, poi con il primo programma televisivo di divulgazione scientifica in Italia, nel 1981: Quark. In quegli anni si stava iniziando a cercare nuovi linguaggi e nuovi metodi per raccontare la scienza al pubblico, a un pubblico che non ci lavorasse e che non per forza la studiasse o l’avesse studiata. Farlo in televisione era una novità assoluta e il successo che ebbe la trasmissione di Piero Angela mostrò quanto ci fosse bisogno di quel lavoro, del racconto della scienza a tutti e a tutte. Nel 1989 è stato anche fondatore del CICAP, il Comitato Italiano per il Controllo delle Affermazioni sulle Pseudoscienze. Quark divenne poi Superquark, una trasmissione che tra dinosauri, stelle, esperimenti di fisica, curiosità su ambiente, chimica, tecnologia, storia della scienza e molto altro, ha riempito le serate di moltissime famiglie e appassionati per molti anni.

LETTERA AI PIÙ GRANDI

UN RICORDO SPECIALE

In questo numero si parla di scienza e di… musica. Quindi si possono leggere gli articoli ma alcuni contenuti vanno anche… ascoltati! In alcune pagine, infatti, troverai un QR code: inquadrandolo con lo smart phone ti collegherai direttamente a una pagina speciale del sito di PLaNCK! con tanti link a cui ascoltare e sperimentare suoni e musiche citati all’interno del numero. Puoi iniziare subito con la prima proposta: Piero Angela al pianoforte!

UN NUMERO DA LEGGERE E... ASCOLTARE!

Le ultime puntate sono state trasmesse nell’estate 2022. Tantissime persone sono cresciute guardando il programma di Piero Angela, guardando come è possibile raccontare la scienza a tutti, come è possibile appassionare alla scienza, come è possibile far entrare la scienza nella vita di tutti i giorni. Sempre con un linguaggio adatto al pubblico, cercando di coinvolgerlo, di avvicinarlo. Piero Angela ha lavorato fino all’ultimo ed è riuscito anche a completare un progetto a cui teneva molto: la registrazione di un disco jazz al pianoforte, la sua grande passione. Piero Angela è un personaggio che ha incuriosito, stimolato a imparare e a diffondere conoscenza, grandi e piccoli. Ha lasciato una grande eredità culturale in Italia e ha salutato tutti noi con questo messaggio, invitandoci a fare a nostra volta la nostra parte per la diffusione della cultura scientifica (e non solo): “Sono stati anni per me molto stimolanti che mi hanno portato a conoscere il mondo e la natura umana. […] Grazie alla scienza e a un metodo che permette di affrontare i problemi in modo razionale ma al tempo stesso umano. Malgrado una lunga malattia sono riuscito a portare a termine tutte le mie trasmissioni e i miei progetti. […] ho cercato di raccontare quello che ho imparato. Carissimi tutti, penso di aver fatto la mia parte. Cercate di fare anche voi la vostra per questo nostro difficile Paese. Un grande abbraccio” (fonte: ufficio stampa RAI). La redazione di PLaNCK! PLaNCK! è nata nel 2013 da un’idea dell’associazione Accatagliato che si occupa di divulgazione scientifica per ragazzi e ragazze, scuole e famiglie in tutt’Ita lia (www.accatagliato.com). La redazione di PLaNCK! è composta da soci di Accatagliato che si occupano di ideare e realizzare i contenuti della rivista, e a cui si aggiungono collaboratori esterni esperti. Da sempre PLaNCK! ha un comitato scientifico composto da docenti e ricercatori dell’Università di Padova, a cui si aggiunge la consulenza di esperti a livello italiano e internazionale su temi specifici.

Buona lettura! Andrea Frison

04 La nostra squadra 10 Una grande coppia! Ecco a voi la scienza e il suono 12 Cos’è il suono? 36 Come percepiamo il suono? 44 Universo e musica 46 Legno di risonanza 50 Il suono digitale 52 Il muro del suono 56 Effetto Doppler 58 Misurare con il suono In questo numero 18RubricheStrumenti incredibili 22 Scienza da leggere 43 Collabora con noi! 60 Piccoli collaboratori 62 Lo chiediamo a voi! 63 Parole di scienza PLaNCK! è un dell’associazioneprogettoAccatagliato via S. Sofia 5 - 35121 Padova www.accatagliato.com accatagliato.info@gmail.com Stampatore ed editore CLEUP sc “Coop. Libraria Editrice Università diviaPadova”Belzoni 118/3 - 35121 Padova tel. 049 8753496 www.cleup.it - www.facebook.com/cleup ISSN 2284-0761 ISBN 978 88 5495 424 3 ©2022 Accatagliato Tutti i diritti riservati redazione@planck-magazine.itwww.planck-magazine.it 05FumettoLeavventure di Marie e Max: Una gita... CsonoraKP NLa !15 57 6 7 19 23 Dossier: CHE CONCERTO! Note Strumentimusicalimusicali: la ricetta perfetta per crearli La chitarra elettrica Il nostro più grande strumento: la voce umana e sintetica Animali in concerto: intervista a Francesca Buoninconti Il 13 agosto 2022 è morto Piero Ange la, il papà del programma televisivo Quark che ha fatto conoscere le me raviglie della scienza e della natura a milioni di italiani. Piero Angela aveva 93 anni ma la sua curiosità non si è mai spenta, come la sua passione per la musica: era infatti un bravissimo pianista che amava il jazz e la musi ca classica, e questo ci porta al nuo vo numero di PLaNCK! che avete tra le mani. Scienza e musica, infatti, si intrecciano, e la scienza ci aiuta a ca pire come funzionano gli strumenti musicali e come si diffonde il suono. Ricordare Piero Angela, invece, è un modo per dire che le nostre passioni bisogna coltivarle perché, in fondo, la bellezza dell’arte e della conoscen za scientifica sanno suscitare le stes se emozioni: stupore e meraviglia.

EMOZIONIMUSICASCIENZA,ED 30 Suonare con l’acqua 54 A caccia di frequenze Tra matematica e musica: le sorelle Agnesi Il suono nel vuoto: Otto Von Guericke

Comitato (UniversitàScientificodegliStudi di Padova) Coordinatrice: dott.ssa Marta Carli Dipartimento di Fisica e Astronomia prof. Alberto Carnera, prof.ssa Ornella Pantano, prof. Giulio Peruzzi, prof.ssa Cinzia Sada, prof. Antonino Milone Dipartimento di Scienze Chimiche dott. Massimo Bellanda, dott.ssa Laura Orian, dott. Giacomo Saielli, dott.ssa Elisabetta Schievano Redazione Coordinatrice editoriale: Agnese Sonato Direttore Responsabile: Andrea Frison Redazione: Agnese Sonato, Marta Carli, Sarah Libanore, Martina Tardivo, Marco Barbujani, Francesco Zani, Bianca Maria Scotton, Serena Maule, Laura Paneghetti, Andrea Frison Versione inglese: Laura Paneghetti Fumetto Disegnatrice e colorist: Bianca Maria Scotton Assistente colorist: Gioia Beghin Sceneggiatrici: Bianca Maria Scotton e Agnese Sonato Illustrazione di copertina Sofia Poiana Layout Progetto grafico e impaginazione: Francesco Zani Testata: Stefano Pozza Segreteria di redazione e pubbliche relazioni: Serena Maule, Martina Tardivo, Sarah Libanore In questo numero... Autori e autrici dei testi per questo numero: Agnese Sonato, Sarah Libanore, Martina Tardivo, Marta Carli, Marco Barbujani, Matteo Serra, Ilaria Ampollini, Marco Olivieri, Oliviero Massi, Riccardo Giampiccolo, Giacomo Mozzi, Fabio Antonacci Storia della scienza Tocca a te! Esperimenti e giochi

Un ringraziamento speciale va al gruppo di ricerca Image and Sound Processing Lab, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano 3

UNA GITA... SONORA Marie e Max: 5

Andiamo a scoprire che cos’è e le sue caratteristiche più importanti! E ALLORA... COS’È IL SUONO?

L’acustica vera e propria è del 1600.

COS’È IL SUONO?

Immaginiamo di prendere un righello e appoggiarlo al bordo del tavolo in modo che sporga: ad un’estremità teniamolo fisso al tavolo con una mano mentre all’altra estremità mettiamolo in movimento. Cosa succede? Il righello vibra e nel farlo emette un suono che si ferma appena il righello smette di vibrare. Ecco la prima cosa fondamentale per capire cosa sia un suono: il suono è generato dalle vibrazioni di un oggetto. Queste vibrazioni, per arrivare a noi, devono propagarsi in un materiale che nel caso del righello è l’aria: le particelle (cioè gli atomi o le molecole) dell’aria vengono messe in movimento, avanti e indietro, oscillano spostandosi quasi come fa un’onda del mare fino a raggiungere il nostro orecchio. Così avviene quella che chiamiamo “propagazione delle onde sonore nell’aria”. Quindi il suono è trasportato dall’oscillazione delle particelle in un mezzo, come l’aria, e senza questo mezzo non si sentirebbe alcun suono! di Agnese Sonato (redazione) Uno

musicalestrumentogeneradelleondesonorechesipropaganonell’ariafinoaraggiungereilnostroorecchio.

Parlare, ascoltare musica, cantare o suonare uno strumento… che cos’hanno in comune tutte queste situazioni? Il SUONO.

L’acustica è l’ambito della scienza che si occupa di studiare il suono. I primi studi in questo campo risalgono al sesto secolo a.C.! Gli antichi greci avevano sfruttato le prime conoscenze sul funzionamento del suono per costruire dei teatri in cui si riuscisse a sentire molto bene quello che veniva portato in scena.

MUSICA e RUMORE

Giacomo Leopardi

Ecco cosa scriveva il grande poeta italiano Giacomo Leopardi due secoli fa. Leopardi evidentemente non amava vivere in un ambiente troppo rumoroso… Ma non tutti sono dello stesso parere: i giovani che affollano le discoteche, per esempio, sembrano amare i suoni forti. Questione di gusti! di Matteo Serra (divulgatore scientifico) Sono piacevoli tutti quei suoni vaghi e lontani.

Una cosa, però, è certa: alle nostre orecchie arrivano continuamente suoni di ogni tipo, alcuni piacevoli e rilassanti, altri in effetti un po’ meno gradevoli . Ma la scienza può aiutarci a dividere i suoni in categorie particolari? La risposta è sì! Una differenza molto importante, per esempio, è quella tra la musica e il rumore. Un suono è “musicale” quando l’onda sonora che trasporta quel suono ha una forma regolare, cioè sale e scende arrivando sempre alla stessa altezza: detto in altre parole, significa che quel suono è intonato. Tutto ciò che è intonato, insomma, è musica! Se invece l’onda sonora ha una forma irregolare, allora il suono che arriva alle nostre orecchie non è intonato, e noi percepiremo quel suono come un rumore.

StrumentiPHOTOGALLERY:Incredibili

PERCHÉ “ZEUSOFONO”?

IL “FULMINE MUSICALE” O “ZEUSOFONO”

È uno strumento musicale davvero particolare perché per produrre i suoni servono... fulmini! Esatto, proprio fulmini! Ma come funziona? Serve la bobina di Tesla, uno strumento inventato dallo scienziato Nikola Tesla, vissuto tra il 1856 e il 1943, che è capace di produrre fulmini, quindi scariche elettriche, molto simili a quelli che si generano nell’atmosfera terrestre. La bobina dello zeusofono è in grado di variare le scintille e quindi le scariche elettriche dei fulmini che vengono trasformate in suoni che noi possiamo sentire. Lo strumento è stato studiato e impostato in modo che le variazioni dei fulmini possano produrre le note musicali, così lo zeusofono può essere davvero utilizzato per suonare.

Zeus è il re di tutti gli dei dell’antica Grecia ed è chiamato anche “dio del fulmine” o “il fuoco celeste”. Uno dei suoi simboli è proprio il fulmine che talvolta fa cadere sulla Terra. Una statua di Zeus con inmano il fulmineche si trova al Museo delLouvre a Parigi,in Francia. di Agnese Sonato (redazione)

Chitarra, violino, tromba, arpa, pianoforte... gli strumenti musicali sono davvero tanti ed è difficile conoscerli tutti, anche perché i modi per produrre musica sono moltissimi e a volte anche “bizzarri”. In queste pagine troverai alcuni strumenti musicali molto curiosi che si trovano in giro per il mondo!

Ad esempio, se il primo suono ha una frequenza di 440 hertz, suona come la nota LA, che a questa frequenza viene chiamata “nota fondamentale”. Dimezzando la corda, la frequenza raddoppia e diventa di 880 hertz; il suono prodotto è sempre la nota LA, ma più acuto di un’ottava. Inoltre, dimezzando ancora una volta la lunghezza della corda possiamo ottenere l’ottava dell’ottava. Si tratta sempre di un LA ma con una frequenza quattro volte superiore rispetto alla nota fondamentale, a un’ottava ancor superiore rispetto alla precedente e un suono ancora più acuto! Cos’è la frequenza e cos’è l’ “hertz”? Vai a pagina 15 per saperne di più!

Sono per un musicista come le lettere dell’alfabeto per uno scrittore: permettono di riportare su carta i suoni, che uno dopo l’altro danno vita ad un brano musicale. Ecco qui… note e figure musicali! Nei Paesi occidentali le note musicali sono sette: DO, RE, MI, FA, SOL, LA e SI . Potremmo dire che ad ogni nota corrisponde un suono, ma volendo essere più precisi la stessa nota può avere suoni diversi: tutto dipende da come la suoniamo! Facciamo un passo indietro. Ogni suono è caratterizzato da un’altezza e da una durata. L’altezza ci permette di distingue tra suoni acuti, come quelli di un violino, e suoni gravi, come ad esempio quelli del contrabbasso. La durata corrisponde invece a quanto a lungo udiamo il suono: può essere molto breve, come quando si pizzica la corda di una chitarra, o molto lungo, come quando si tiene premuto il tasto di un organo. Ma cosa c’entra questo con le note musicali? Il fatto di percepire un suono come più o meno acuto è legato alla sua frequenza. di Martina Tardivo (redazione)

Il suono che produciamo, ad esempio, pizzicando la corda di una chitarra dipende dalla lunghezza della corda: in base a questa cambia il modo in cui vibra la corda stessa e quindi cambia il suono che questa produce (scopri di più a pagina 28!). Più corta è la corda, più il suono è acuto: nel caso della chitarra, schiacciando la corda con le dita e diminuendo la lunghezza della parte che vibra, possiamo così passare di nota in nota, ad esempio suonando prima il DO, poi il RE o il SI. Attenzione però: quando la lunghezza della corda corrisponde a metà di quella originale, questa produce lo stesso suono di partenza, ma più acuto; si dice allora che la stessa nota è suonata “all’ottava superiore”.

NOTE MUSICALI

Si tratta del materiale elastico che provoca le oscillazioni che producono il suono. Ogni strumento musicale produce delle vibrazioni, che a loro volta portano al movimento dell’aria e quindi a generare onde sonore (per saperne di più, leggi a pagina 12).

STRUMENTIMUSICALILaricettaperfettapercrearliL’ELEMENTOVIBRANTE

A causare le vibrazioni sono degli elementi che oscillano grazie ad un movimento specifico del musicista: ad esempio, la membrana del tamburo è il suo elemento vibrante, che oscilla quando viene colpito dalla bacchetta del batterista. Gli elementi vibranti di chitarre e violini sono le corde, per il clarinetto e l’oboe l’elemento vibrante è l’ancia. Nella tromba e nel trombone, sono le labbra stesse del musicista a funzionare da elemento vibrante. Anche la nostra voce ha un elemento vibrante: le corde vocali. Sempre grazie all’elemento vibrante, gli strumenti possono suonare note musicali diverse. Nelle chitarre e nei violini, la nota viene scelta cambiando la lunghezza della corda vibrante premendo con le dita in diversi punti del manico. Nel clarinetto e nell’oboe, la nota viene selezionata aprendo o chiudendo i fori con le dita e cambiando così la lunghezza che percorre l’aria all’interno dello strumento. Per la tromba, invece, è possibile cambiare le note grazie alla tensione delle labbra, alla pressione del fiato e grazie a delle valvole chiamate “pistoni”. di Riccardo Giampiccolo (studente di dottorato in Information Technology al Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano)

Dalle percussioni degli uomini primitivi, fino agli strumenti più sofisticati dei giorni nostri, questa ricetta si è sempre basata su tre elementi fondamentali. Scopriamo insieme quali!

Sai che esistono più di 540 strumenti musicali al mondo? E che di anno in anno se ne aggiungono sempre nuovi? Ma, soprattutto, sai che tutti sono realizzati seguendo una precisa ricetta?

Puoi trovare un bellissimo esperimento su una chitarra fai-da-te nel numero 25 di PLaNCK!

La chitarra elettrica è senza dubbio la grande protagonista della musica rock! Ma non solo: questo bellissimo strumento musicale è stato inventato negli anni 30 del Novecento e in poco tempo è diventato uno dei più utilizzati in moltissimi generi musicali, grazie alla sua capacità di produrre suoni diversi e sempre nuovi.

ELETTRICACHITARRA di Oliviero Massi (studente di dottorato in Information Technology al Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano)

Nelle chitarre elettriche invece il corpo è un unico blocco di legno e resina, ricoperto con particolari vernici colorate. Su di esso si trova il ponte, dove sono fissate le corde. Dentro al corpo della chitarra, invece, è presente tutta la strumentazione elettronica per catturare, trasformare e amplificare il suono.

Esistono molti tipi di chitarra elettrica, diversi per forma e materiale di costruzione, ma tutti hanno in comune due elementi principali: il manico e il corpo dello strumento. Il manico, fatto di legno, è molto simile a quello delle chitarre “tradizionali”. Nella sua parte finale si trovano la paletta e le chiavi meccaniche utilizzate per tendere e accordare le corde. La parte superiore del manico contiene la tastiera, su cui il musicista appoggia le dita della mano per premere le corde che desidera far suonare. Nel corpo, invece, troviamo la vera differenza tra le chitarre elettriche e quelle “tradizionali”. Nelle chitarre “tradizionali” l’interno del corpo è cavo: questo permette di amplificare il suono prodotto dalla vibrazione delle corde e proprio per questo il corpo delle chitarre tradizionali viene anche chiamato “cassa di risonanza”.

Una delle melodie che sentiamo più spesso è il “canto” degli uccelli. Perché gli uccelli cantano? Come fanno a cantare? Qui dobbiamo essere precisi: nel mondo ci sono diecimila specie di uccelli, ma solo 4700 di loro sanno cantare! A cantare sono solo i cosiddetti “uccelli canori” come l’usignolo, il merlo, il pettirosso e altri. Il canto è un suono molto particolare: ogni specie ha il suo, fatto di note che formano frasi e ritornelli proprio come nella musica. A cantare sono per lo più i maschi e lo fanno per difendere il loro territorio e conquistare una femmina con le loro doti canore.

ANIMALI IN CONCERTO BuonincontiFrancesca di SonatoAgnese (redazione)

PER GLI ADULTI… Francesca Buoninconti ha scritto Senti chi parla, un libro che racconta tante curiosità e studi scientifici su come gli animali comunicano. Il libro è edito da Codice Edizioni.

APPROFONDIMENTO

INTERVISTA a Francesca Buoninconti Canti, grugniti, fischi: sono tantissimi i suoni che possono produrre gli animali! Ma perché lo fanno? Ne abbiamo parlato con Francesca Buoninconti, naturalista e giornalista scientifica, che ci ha raccontato anche tante curiosità su suoni e versi degli animali.

A che cosa servono versi e suoni agli animali? Gli animali producono suoni per un solo motivo: comunicare. Attenzione però: gli animali si raccontano solo le cose importanti e indispensabili, non chiacchierano del più e del meno come noi esseri umani. Produrre un suono richiede energia e significa rendersi immediatamente identificabili da parte di un potenziale predatore! Quindi gli animali utilizzano i suoni solo per alcuni motivi: difendere il proprio territorio o i propri figli; avvisare i compagni dell’arrivo di un predatore; cercare di conquistare un partner nel periodo riproduttivo. Facci caso: si sentono grilli, cicale e rane tutto l’anno? E poi, c’è un’altra cosa da dire: gli animali non utilizzano parole, ma solo suoni . Suoni che però hanno dei significati ben precisi. Per esempio un “cip” potrebbe significare “io sono qui, tu dove sei?”. Invece, il chioccolio di un merlo è un verso di allarme, significa “attenzione, c’è un pericolo in arrivo!”. Non avere parole ma solo suoni non è un limite per gli animali: anche comunicare solo con i suoni è efficace. Pensa a quando arriva un messaggio sul nostro cellulare: anche se si sente solo il suono della notifica, immediatamente sai che qualcuno ti ha scritto. Così come quando senti la sirena dei pompieri sai che è scoppiato un incendio.

Spesso diamo per scontata la nostra capacità di sentire i suoni, ma in realtà il nostro sistema uditivo è molto complesso! Nelle nostre orecchie si trovano i timpani, cioè delle membrane con cui riusciamo a sentire le onde sonore. Come funzionano? Immagina la pelle di un tamburo che inizia a vibrare dopo essere stata colpita dalle bacchette: anche i nostri timpani iniziano a vibrare quando vengono colpiti dalle molecole di aria mosse da un’onda sonora che arriva alle nostre orecchie. I movimenti dei timpani vengono poi trasformati in movimenti meccanici da alcuni piccoli ossicini attaccati ai timpani. Questi movimenti producono un’onda che attraversa il liquido presente all’interno del nostro sistema uditivo e, dopo aver raggiunto il nervo uditivo, viene trasformata in impulsi elettrici. Questi segnali possono essere “interpretati” ed “elaborati” dal nostro cervello, che ci permette di sentire il suono. Ecco che riusciamo così a riconoscere i clacson, il fruscio del vento, le note di un pianoforte! Timpano IncudineCavitàtimpanicaesternouditivoCanaleOrecchio

Tromba semicircolariEustachiodiCocleaCanali

COME PERCEPIAMO IL SUONO?

Staffa Martello Padiglioneauricolare di Marco Olivieri (studente di dottorato in Information Technology al Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano)

DENSITÀ

E LA VOCE? Chiacchierando su Marte, la tua voce sarebbe molto simile a quella sulla Terra, perché i toni che la compongono non sono molto alti. Parole di (paginascienza63)

È una calda giornata estiva e, giocando con gli amici, decidi di fare un tuffo in piscina. Non appena metti la testa sott’acqua… ti sembra di essere su un altro pianeta! I suoni si sono completamente trasformati: le risate dei tuoi amici sembrano più lontane, tutto intorno a te è ovattato e anche il fischietto della bagnina non è più fastidioso come prima. La causa di questa “trasformazione” è semplicemente l’acqua ! Il suono infatti si comporta in modo diverso quando viaggia attraverso l’aria, l’acqua o qualsiasi altro materiale. Te ne puoi accorgere nella vita di tutti i giorni, ma la cosa sorprendente è che… qualcosa di simile succederebbe anche se ti trovassi su un altro pianeta!

Non sempre i suoni suonano allo stesso modo! Quello che l’orecchio percepisce può dipendere anche da dove ci troviamo. E… cosa succederebbe se cambiassimo pianeta? di LibanoreSarah (redazione)

UNIVERSOEMUSICA

Immagina ad esempio di trovarti sulla superficie di Marte. L’aria lì è diversa da quella della Terra: ha un’altra temperatura, un’altra densità ed è composta da altri gas. Proprio per questo, un suono che attraversa l’aria di Marte suonerebbe “diverso” al tuo orecchio rispetto al solito. La cosa più strana di cui ti accorgeresti è che i suoni con i toni più alti, ad esempio i fischi, su Marte sarebbero difficili da sentire e quasi sparirebbero. Tutto questo, però, se tu potessi stare senza il casco da astronauta: dentro il casco, invece, avresti bisogno di aria “terrestre” per respirare, quindi i suoni sarebbero molto simili a quelli che già conosci.

• Durante l’estate, quando piove meno, l’albero produce un legno più scuro e pesante, prima di fermarsi per l’inverno. Un violino di solito è fatto usando tavole con anelli molto stretti (un millimetro) Un contrabbasso o una chitarra richiedono legno con anelli più larghi (tre millimetri).

Il legno di risonanza è una qualsiasi tavola di legno adatta a costruire le tavole armoniche, cioè quella parte degli strumenti musicali che serve ad aumentare l’intensità del suono. Non tutto il legno va bene per fare tavole armoniche: alcuni studiosi si sono chiesti cosa renda speciali certi legni e, dai loro risultati, sembrerebbe importante il modo in cui un albero è cresciuto. Come cresce un albero? Ogni stagione in cui l’albero cresce lascia una traccia nel suo legno, chiamata “anello di accrescimento”. Infatti, ogni nuova stagione l’albero aggiunge un nuovo “strato” al suo tronco. Uno strato dopo l’altro, nel tempo gli alberi diventano sempre più grossi, e così quando li tagliamo vediamo proprio i “contorni” della loro crescita: tanti anelli, uno per ogni stagione. È così che possiamo sapere l’età di un albero! I diversi anelli sono visibili grazie alle diverse caratteristiche del legno formato in primavera oppure in estate.

RISONANZADI

• In primavera, grazie all’abbondanza di pioggia, il legno è costruito più velocemente, è di colore chiaro ed è più leggero.

46 Antonio Stradivari, un grande liutaio vissuto trecento anni fa, andava a scegliere di persona gli alberi con cui realizzare i suoi famosi violini. E sembra che solo in alcune foreste delle Alpi riuscisse a trovare uno speciale legno di abete rosso, chiamato “legno di risonanza”, particolarmente adatto a impreziosire il suono. Ancora oggi, i liutai più esigenti vanno nelle stesse zone a cercare il legno per realizzare gli strumenti. Ma cos’è il legno di risonanza? di Marco Barbujani (redazione) e Giacomo Mozzi (Dottorato di Ricerca Land Environment Resources Health)

LEGNO

SUONO DIGITALE di AntonacciFabio diPolitecnicoMusicaledi(ProfessoreInformaticaalMilano)

Questo valore serve per trasformare il segnale elettrico in un’informazione che il computer o altri dispositivi elettronici siano in grado di “leggere” ed è scritto utilizzando un certo numero di bit: 16, 24 o 32. Maggiore è il numero di bit utilizzati, più il suono viene rappresentato in modo accurato.

L’invenzione del suono digitale è stata una vera e propria rivoluzione nel campo della musica e dell’audio. Per ottenere un suono digitale sono necessarie due operazioni, che si chiamano “campionamento” e “quantizzazione”.

RIVOLUZIONARIA!UN’INVENZIONE...

Quante volte hai ascoltato la tua canzone preferita con il telefono o alzando al massimo il volume delle casse del computer? Sicuramente hai anche sognato di poterla ascoltare dal vivo, per cantarla insieme al tuo cantante preferito…

Tutto comincia con i microfoni: quando il suono li raggiunge, provoca su di essi una certa pressione: questa viene trasformata in segnali elettrici, che poi vengono registrati a intervalli di tempo regolari attraverso il campionamento. Il campionamento non può essere fatto “a caso”: il numero di misure fatte al secondo deve essere almeno il doppio della frequenza massima del suono che si vuole registrare. Di solito per registrare una canzone si campionano più di quarantaquattro mila misure al secondo; per registrare la voce invece ne possono bastare “solo” sedici mila.

La musica dal vivo, oltre a portare con sé tante emozioni, è molto diversa dalla sua versione digitale: infatti, quando la musica viene registrata per poter essere riprodotta, “perde” alcune sue parti, ma ne può anche “guadagnare” altre.

Il secondo processo, cioè la quantizzazione, invece serve ad associare un preciso valore all’ampiezza del segnale campionato.

“Boooom!”: forse sarà capitato anche a te, qualche volta, di sentire un fortissimo boato proveniente dal cielo, al passaggio di un aereo. Non stiamo parlando del solito rumore di un aereo in volo, ma di un suono molto più forte, quasi come un’esplosione. Se dovessi sentirlo, non c’è nulla di cui preoccuparsi: significa solo che l’aereo ha superato il cosiddetto “muro del suono”! Ma che cosa significa esattamente?

di Matteo Serra scientifico)(divulgatore

Molti jet militari spesso superano il muro del suono, di solito quando si trovano a quote molto alte, in modo che il “boom” non si senta da terra. Proprio per questo motivo i piloti di questi aerei sono obbligati a rimanere sempre al di sopra di una certa altezza, quando si muovono a velocità elevata.

Per capirlo, dobbiamo ricordarci di una cosa molto importante: quando un aereo è in volo, per avanzare deve vincere quella che viene chiamata “resistenza dell’aria”. Si tratta di una forza causata dalle molecole di cui è fatta l’aria, che è sempre opposta alla direzione in cui si muove l’aereo. Quanto più l’aereo è veloce, tanto maggiore sarà anche la resistenza dell’aria. Quando poi la velocità dell’aereo aumenta fino a diventare uguale alla velocità del suono, cioè poco più di mille chilometri all’ora, succede una cosa molto particolare: le molecole dell’aria non fanno più in tempo a spostarsi per “far passare” l’aereo e formano una vera e propria barriera. Risultato? L’aereo “sbatte” contro questa barriera, producendo un rumore fortissimo, chiamato appunto “boom sonico”.

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Nel prossimo numero... CHE SORPRESA LA FebbraioNATURA2023-Maggio 2023 - n. 28 ABBONATI A PLaNCK! Vai su www.planck-magazine.it o scrivici via mail a abbonamenti@planck-magazine.it