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La Scienza Simpatica – parte 6 – Suono e Luce

suono-luce

Attorno a noi, sempre, abbiamo cose che reputiamo semplici, normali, quasi fossero lì giusto perché devono esserci. Viviamo una vita immersi in un mondo che, piano piano, cambia, ma rimane effettivamente semplice. Colui che ha creato, non deve aver fatto una grossa fatica…il sudore dalla fronte glielo abbiamo fatto venire noi, con i nostri limiti, le nostre insicurezze, le nostre banalità.

PUOI DIRLO FORTE! “…senti, Creatore, sto cercando di spiegare qualcosa di difficile nella sua semplicità, e mi urli nelle orecchie?…dammi una mano, invece…anzi no, cerco di fare da solo…”

Ecco, ho scritto “urlare”, ma cosa è il rumore o, meglio, il suono?

La definizione di “suono” è, semplicemente, la sensazione data dalla vibrazione di un corpo in oscillazione. Questa vibrazione ha bisogno di un “mezzo” perché venga trasportata ai nostri timpani, i quali, vibrando anch’essi, muovono componenti del nostro corpo che, alla fine, inviano segnali elettrici alla parte dedicata del nostro cervello al senso dell’udito. Semplicissimo! …un bel paio di scatole…

In pratica la variazione di queste vibrazioni viene recepita dalle nostre pulitissime orecchie (…ecco, vi vedo, tutti col mignolo a ravanare in quei fori!) come una variazione di tono… Queste vibrazioni, sono dette frequenze e vengono misurate in Hz (letto Herz) dal fisico Heinrich Rudolph Hertz, barbuto scarsocrinito, con vistoso riporto sulla destra, personaggio illustre che contribuì profondamente agli studi sull’elettromagnetismo.

Nello specchietto, indico alcune delle variazioni di frequenza.

  • 25 e 150 Hz: le fusa dei gatti o anche da 1,5 a 6 kHz.
  • 20 Hz: frequenza minima udibile dall’uomo.
  • 261,625 Hz: la nota musicale DO centrale nel temperamento equabile.
  • 256,869 Hz: la nota musicale DO centrale nel temperamento equabile verdiano.
  • 440 Hz: Il LA usato per accordare gli strumenti musicali (Diapason).
  • 432 Hz: Il LA del diapason scientifico.
  • 16 ÷ 20 kHz: limite superiore delle frequenze udibili dall’uomo.

Un “rumore”, quindi, altro non è che una nota stonata su un libro di rose senza petali, ad una frequenza che, spesso, rovina l’impianto audio del nostro corpo…

sguardo-maliziosoCome ho già scritto, il suono si propaga attraverso un mezzo che può essere l’aria, l’acqua o qualsiasi altro materiale. Vi sono materiali che, per la loro conformazione, riescono a modificare la frequenza dei suoni portandola a valori non udibili dall’orecchio umano, dumano e trimano…

La velocità del suono varia al variare della densità del “mezzo” di trasporto. Nell’aria, la velocità del suono è di 331,45 m/sec a 0 °C (pari a 1193,04 km/h) e di 343,8 m/sec (pari a 1237,68 km/h) a 20 °C (e in generale varia secondo la relazione a = 331,45 + 0,62 x t con t misurata in gradi Celsius o Centigradi di cui ho già scritto). In acqua, invece, la velocità del suono è di 1484 m/sec (pari a 5342.4 km/h). Nel ghiaccio è di 3200 m/sec (11520 km/h)…e via dicendo. Quindi la densità del fluido di propagazione del suono ne determina la velocità.

…”e se il fluido non c’è?”… …”c’è finalmente Silenzio e Pace”…che razza di domande!

I lupi d’officina utilizzano uno speciale strumento detto “cacciavitone” per apprezzare la rottura di un cuscinetto a sfere, piuttosto che suoni d’altro tipo. Appoggiando la punta di quel “giraviti” nel posto incriminato e appoggiando l’orecchio sul manico, di fatto, si è prodotto uno stetoscopio, nel quale il mezzo di trasporto del suono sono l’acciaio e la plastica del manico…due materiali decisamente densi!

Il compositore che mi è sempre piaciuto di più è Ludwig Van Beethoven. Nel 1796, a ventisei anni, Ludwig prese coscienza della sua sordità sempre più incalzante, che divenne definitiva nel 1820. La IX Sinfonia “La Corale”, la terminò nel 1821…ma come ha fatto? Le vibrazioni del suono. Finché riusciva a sentire con l’udito, le restanti vibrazioni, da lui non udibili, gli provenivano dagli altri sensi come il tatto. A sordità praticamente totale gli storici scrivono che Egli appoggiasse di sovente l’orecchio al pianoforte… Al tempo uscirono vignette (come ai giorni nostri) raffiguranti il Ludwig con all’orecchio l’improbabile imbuto, così da migliorare il suo captare i suoni o le voci. Questi primi accessori per sordi, effettivamente, raccolgono le vibrazioni sonore immettendole nello stretto tubo dell’orecchio. Utilizzando all’inverso questo “imbuto” il suono viene amplificato naturalmente (o meglio fisicamente), da cui i primi megafoni degli Strilloni che sulle piazze urlavano l’uscita dei giornali, indispettendo coloro che dormivano ancora. Quei bei megafoni, a tronco di cono, spesso divenivano cappelli…quasi collari…

beethoven

E’ chiaro che Beethoven fu un genio, ma dobbiamo pensare alle sfortunate persone che nascono prive d’udito…come fanno? Un senso in meno, significa spazio nel cervello per il miglioramento degli altri!

Perché il rumore ci può far male.

I nostri timpani sono costituiti da una membrana che porta la vibrazione sonora ad una serie di ossicini e argagni vari. E’ praticamente come la pelle di un tamburo: se su questo tamburo ci sedessimo, la pelle si romperebbe e cascheremmo nella cassa, incastrandoci per bene. Con i nostri glutei imprimiamo quindi una pressione (di cui ho già scritto) tale per cui la pelle del tamburo, di quel povero asino (parlo della pelle del tamburo, non dell’improbabile sciocco sedentario), si rompe. Il nostro timpano si comporta allo stesso modo. Già di suo deve sopportare la pressione atmosferica (100000Pa – Pascal) ed il suono, dando movimento al mezzo “di trasporto” che ho descritto sopra, imprime una certa pressione al nostro bravo timpano. 20Pa sono la cosiddetta “soglia di dolore”: oltre a quella minipressione (nel mio campo lavorativo si chiama “scoreggia di moscerino”) il timpano potrebbe rompersi. Ad esempio un trapano da muro può arrivare a circa 1Pa che corrisponde a circa 90dB (decibel – il Bel è, praticamente, l’unità di misura dell’intensità del suono: deci-Bel sono 1Bel:10); un aereo di linea a 10Pa, corrispondenti a circa 114dB… La soglia di sicurezza, secondo le nuove normative, è di 87dB (dPR 81/2008) oltre i quali dobbiamo proteggerci con tappi, cuffie, dita, cerume, catrame, viti autofilettanti… In un concerto rock, come in discoteca, la media è di 100dB…fate conto Voi: se andate a ballare, ad ascoltare gli IRON MAIDEN, proteggetevi…(non chiedetemi chi sono, perchè verrei a cercarVi!)

NON URLATE, quindi…ne va delle orecchie vostre, del vostro interlocutore e delle vostre coronarie!

 

Quando apriamo gli occhi, vediamo qualcosa, ad esempio il soffitto della nostra stanza, la radiosveglia, il viso della nostra compagna o compagno, ma queste cose le possiamo vedere solamente se c’è luce (a volte, certe cose, è meglio non vederle…). Cos’è la luce?

La luce è formata da unità fondamentali, o Quanti, dell’elettromagnetismo dette Fotoni. In tanti scienziati c’hanno sbattuto la zucca, ma praticamente nessuno è riuscito a capire effettivamente cosa sia: Newton, Einstein, ma lo stesso Euclide (diversi secoli prima) ci hanno studiato su, ma non hanno tratto un ragno dal buco. Si conoscono tutti gli effetti della luce, si riesce anche a produrre, ma dire che cosa effettivamente sia…non si sa: c’è e basta!

E FU LA LUCE!…”si, Creatore, hai fatto una bella cosa, ma dicci alla fine cos’è!…e smettila di urlare!”

Alla fine è una forma di energia (di cui ho già scritto…) che va veloce come un lampo, e forse di più: la velocità della luce è di circa 300 mila chilometri al secondo. Per fare un conto veloce un Fotone, chiamiamolo Joe loSvelto, in un secondo potrebbe girare attorno all’equatore terrestre sette volte e mezza (300.000:40075=7,48…); Joe loSvelto ci mette solamente 1,28 secondi per arrivare alla luna.lampada ad incandescenza

Per ora non abbiamo null’altro che viaggi veloce come l’amico Joe se non la corrente elettrica che accende la nostra lampadina…”Uffa! Ancora con la lampadina?”… “…beh, si parla di luce…”.

Allora così spieghiamo che durante il temporale vediamo il lampo prima di sentire il tuono: al comparire del lampo contiamo i secondi, li moltiplichiamo (per semplicità) per tre, aggiungiamo due zeri e sappiamo più o meno a quanti metri il lampo ha colpito quello sfacciato fortunatissimo spettatore di temporali, di cui ho già scritto. “Dal lampo è passato un secondo!”…”Senti, cerca di spostarti da quell’albero perché 340 metri sono ben pochi!”.

A me piace il temporale! Spesso rimango alla finestra a guardare, magari nel buio di una serata estiva, il crepitare di quelle saette, ma quando vedo un lampo e in meno di un secondo sento il tuono, comincio ad impaurirmi. So che in casa siamo protetti da mille cose, ma lo spostamento d’aria, per cui la pressione acustica di un tuono, ha un non so che di eccitante…un bell’impatto sonoro…

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5 comments

  1. Luistella 31 marzo, 2015 at 10:43

    Forse grazie alla tua spiegazione, ho capito cosa sono i Quanti: unità fondamentali della luce. richiedo ripetizione nel caso non avessi compreso bene. grazie.
    Nel caso di Landini, devo dire che anch’io credevo di avere disturbi ai timpani ed anche problemi visivi (forse legati alla luce di cui trattasi qui), quando arriccia il naso , ma ora sono più rassicurata.

    • Genesis 31 marzo, 2015 at 15:52

      Effettivamente, Luistella, scherzo ben poco indicando che effettivamente non si sa cosa sia la luce! C’è e basta…sono tutte teorie che, benchè la luce riusciamo a produrla, non danno spiegazione effettiva e sicura…

  2. bruco 27 marzo, 2015 at 17:29

    I decibel di Landini sono mai stati misurati?
    Non è una domanda peregrina, mi serve per capire l’efficienza dei miei timpani che non riescono a sopportare più di due minuti il suo eloquio.

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