Onde stazionarie in tubi sonori

[ScalaQuaranta]

ciao a tutti,

da un po' di tempo, sto approfondendo le mie conoscenze di fisica acustica.

in particolare, alcuni concetti (tipo: le onde stazionarie) mi sono indispensabili per la costruzione di alcuni strumenti musicali (con materiali di recupero), p.es. il tubofono o il flauto di pan.

così, mi sono imbattuto in alcune semplici formule utili al dimensionamento dei tubi sonori (di entrambe le tipologie: aperto-aperto e aperto-chiuso). mi sembra di capire che le grandezze fisiche che entrano in gioco siano: la TEMPERATURA ambientale (che influisce sulla velocità di propagazione del suono nell'aria); la LUNGHEZZA del tubo (e la conseguente LUNGHEZZA D'ONDA del suono producibile); la FREQUENZA (generalmente considerando quella di maggior riferimento: 440Hz). 

Ho testato e verificato praticamente su un tubo di pvc quanto definito dalle formule matematiche... (più o meno) ma ho ancora un dubbio che mi assilla:

• lo SPESSORE del tubo
• il DIAMETRO del tubo

hanno una qualche incidenza sul dimensionamento del tubo?

 

il dubbio mi è sopraggiunto durante la verifica pratica.

il mio tubo (aperto-aperto) misura precisamente 77cm

svolgendo alcuni calcoli, considerando una velocità di propagazione del suono pari a ca. 342 m/s, giungo alla conclusione che tale tubo, per produrre un suono LA a 220Hz debba essere lungo 77.73 cm.

il suono effettivamente prodotto dai soli 77 cm è molto vicino all'intonazione reale (si tratta di quarti di tono). la matematica suggerirebbe che trattasi di un quarto di tono IN ECCESSO. ma percuotendolo, il tubo, allo stato attuale produce un suono intermedio tra il LA (220Hz) e il SOL# (precedente) quindi, in realtà, si tratta di un quarto di tono PER DIFETTO. quindi, per raggiungere la perfetta intonazione, dovrei diminuire tale misura SOLO di pochi millimetri ma immagino che, in ambito di acustica musicale, una grandezza di 5-6 millimetri sia considerevole. 

 

come ultimo elemento, aggiungo che il mio tubo, in realtà, non è perfettamente cilindrico: un'estremità è leggermente più larga dell'altra (generalmente molti tubi in pvc sono stampati in questo modo, per consentire l'innesto di altri tubi). si tratta comunque di un allargamento (rispetto al diametro) di 3-4 millimetri.

 

spero di essere stato sufficientemente chiaro

grazie a chi potrà chiarire il mio dubbio.

buona serata

ScalaQuaranta

[thesimon]

Il diametro non c'entra nulla nelle canne aperte-aperte. La frequenza si calcola con la seguente formula: F=(n/2L)C

Puoi manipolare come vuoi per trovare le altre variabili. Fai sempre attenzione alla temperatura dell'aria. Ad esempio una canna aperta- aperta di 40 centimetri a 0 gradi produce una frequenza di 414,50 Hz, a 25 gradi di 433,25. Come avrai capito 19 Hz sono parecchie. Anche il millimetro in questo caso gioca un ruolo importante.

[ScalaQuaranta]

grazie simone

avevo capito che la temperatura avesse un ruolo importante ma non così incidente.

quindi questo significa che gli organi a canne possiedono un sistema di mantenimento della temperatura?