Dalle onde sismiche alle onde sonore Ingrid Hunstad - Massimiliano Vallocchia Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

Che cosa è un’onda? E’ una perturbazione che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all'altro

No, le onde e.m. si propagano anche nel vuoto Come fa l’onda a trasportare energia attraverso un mezzo ? La perturbazione mette in moto le particelle del mezzo che oscillano tornando sempre alla loro posizione iniziale …..….tutte le onde hanno bisogno di un mezzo? No, le onde e.m. si propagano anche nel vuoto Di questo si accorse Einstein, ma ne parleremo un’altra volta

Onde trasversali Onde sismiche S 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 longitudinali Onde sismiche P Onde acustiche Aria 340 m/s Acqua 1400 m/s Legno 5000 m/s Acciaio 5000 m/s Crosta Terrestre ~ 6000 m/s

Video pallina - foglio

Come si descrive un’onda? con Ampiezza e Lunghezza d’onda o Frequenza La frequenza (Hz) esprime il numero di cicli, o vibrazioni, che avvengono in un secondo Quando la frequenza aumenta diminuisce la lunghezza d’onda

Qual’è l’intervallo di frequenza delle onde acustiche che gli umani possono udire ? Onde sismiche P Onde sonore 1 MHz - 10 MHz 2000-5000 Hz infrasuoni ultrasuoni 20 Hz 20.000 Hz l'apparato uditivo trasforma le onde che lo colpiscono in impulsi elettrici

….i non umani hanno un apparato uditivo diverso Ultrasuoni (più di 20.000 Hz) Infrasuoni (meno di 20 Hz) Gli elefanti possono sentire meglio dell’uomo il terremoto perché arrivano a sentire fino a 5Hz vediamo se è vero che noi non sentiamo ultrasuoni e infrasuoni…

humming bird = uccello ronzante Quali di questi volatili riusciamo a sentire? bombo barbagianni colibrì humming bird = uccello ronzante

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 200 Hz bassa frequenza grande lunghezza d’onda Corda o colonna d’aria corta 400 Hz alta frequenza piccola lunghezza d’onda 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

200Hz 2800Hz 40Hz 700Hz 20Hz 3500Hz

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 Ottava è l'intervallo tra due suoni tale che il suono più acuto abbia frequenza doppia del suono più grave. Xilofono + oscilloscopio

“Il più ricco, plasmabile e suggestivo degli strumenti a fiato è la voce umana” Cosa vibra quando la voce umana produce un suono? le pieghe vocali basso baritono tenore contralto mezzosoprano soprano Hz sperimentiamo insieme con la voce …

Il suono del terremoto

Curiosità Beethoven ad un certo punto della sua vita suonava   Beethoven ad un certo punto della sua vita suonava il pianoforte tenendo stretta fra i denti l’estremità di una bacchetta di legno poggiando l’altra sulla cassa di risonanza del pianoforte per percepire le vibrazioni. Johann Nepomuk Maelzel Inventore

Perché gli indiani d’America appoggiavano l’orecchio sulle rotaie del treno? Avevano capito che il suono si propaga meglio e con maggior velocità nei solidi e quindi il suono del treno si propaga più velocemente lungo la rotaia che nell’aria Aria 340 m/s Acqua 1400 m/s Legno e acciaio 5000 m/s

… Balle Spaziali ! Sfatiamo le “bugie” del cinema…….. La luce (onde e.m.) si propaga anche nel vuoto, le onde acustiche NO! Le esplosioni nello spazio nei film di fantascienza si possono davvero sentire? … Balle Spaziali !

Coro della Terra P ultrasuoni infrasuoni Onde sonore 20 Hz 20.000 Hz

Che unità di misura è il deciBel? Il decibel (simbolo dB) è una misura del rapporto tra una data intensità e l’intensità di riferimento W0

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 10−1 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)