laboratorio 2 cimatica - f. pilotti

«l’educazione nell’era digitale non deve

porre al centro la tecnologia, ma i nuovi

modelli di interazione didattica che la

utilizzano»

(PNSD 2015)

Bologna 18/19/20 gennaio 2018• Prof.ssa federica Pilotti

"Futura - 3 giorni per il Piano Nazionale Scuola

Digitale: formazione, dibattiti, esperienze"

LE ONDE

• UN'ONDA È UN'OSCILLAZIONE CHE, GENERATA IN UN PUNTO, SI PROPAGA NELLO SPAZIO,

TRASPORTANDO ENERGIA MA NON MATERIA.

Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO

I TIPI DI ONDE

onde elettromagnetiche

le onde che non necessitano di

un mezzo materiale per propagarsi

(Es. La luce).

onde meccaniche

le onde che necessitano di un

mezzo materiale per propagarsi,

impossibilitate a propagarsi nel vuoto

(Es. Il suono).


LE ONDE• CLASSIFICAZIONE

LONGITUDINALI

Le onde si dicono longitudinali quando la direzione di oscillazione delle particelle del mezzo in cui si

propagano è parallela alla direzione stessa di propagazione. Può essere solo meccanica*.essa risulta infatti da successive compressioni (stati di densità e pressione massimi) e rarefazioni (stati di

densità e pressione minimi) del mezzo

Particles in a longitudinal wave

Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO*La caratteristica fondamentale che contraddistingue un'onda meccanica da un’onda

elettromagnetica è la necessità di propagarsi attraverso un mezzo

LE ONDE• CLASSIFICAZIONE

TRASVERSALI

Le onde si dicono trasversali quando la direzione di oscillazione delle particelle del mezzo (o della grandezza oscillante,

tipo campo elettrico o magnetico nel caso delle onde elettromagnetiche) è perpendicolare rispetto alla direzione di

propagazione. Esempi di onde trasversali sono: le onde d'acqua, quelle che si propagano lungo una corda tesa, le onde

elettromagnetiche che si mostrano nei fenomeni luminosi, nei raggi X, nelle onde radio, ecc

Particles in a transverse wave.


LE ONDE• ESEMPI

TRASVERSALI


LONGITUDINALI

I TERREMOTI, che generano sia onde longitudinali che onde trasversali, possono essere localizzati proprio in base

alle differenze di velocità e di traiettoria dei due tipi di onde.

!

onde trasversali e longitudinali

IMMAGINI/onde trasversali e longitudinali.mp4

CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA


L’AMPIEZZA DELL'ONDA rappresentata dalla

variazione massima della grandezza oscillante.

Onde con ampiezza maggiore trasportano maggiori

quantità di energia: per produrre un'onda con

un'ampiezza maggiore occorre compiere più lavoro.

Venti più forti, per esempio, producono onde più alte

sulla superficie del mare e, quando imprimiamo un

movimento oscillante a una fune, maggiore è la forza che

conferiamo alle spinte maggiore sarà l'ampiezza

dell'oscillazione della fune;

cresta

ventre



LA LUNGHEZZA D'ONDA, è data dalla distanza

minima (misurata in metri) fra due creste o due ventri

successivi.

IL PERIODO (T), l'intervallo di tempo (misurato in

secondi) in cui avviene un'oscillazione completa, ovvero

l'intervallo di tempo impiegato dall'onda per ritornare

nella medesima posizione (per esempio, il tempo

intercorso tra due creste o tra due ventri successivi);

cresta

ventre

La lunghezza d'onda λ è definita come:



LA FREQUENZA è data dal numero di oscillazioni in un

secondo compiute dall'onda.

La frequenza si misura in Hertz (simbolo Hz), dove

1 Hz = 1/s , ed è l'inverso del periodo:

le onde sonore


Documentario: Suono e Onde Sonore

https://www.youtube.com/watch?v=cBjbQlzPJ68

IMMAGINI/Suono e Onde Sonore (parte 1-2).mp4

LE ONDE STAZIONARIECOSA SONO?

Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONOhttps://www.youtube.com/watch?v=YEBmlo5ZiC8

https://www.youtube.com/watch?v=YEBmlo5ZiC8

LE ONDE STAZIONARIECOSA SONO?


Onde che si propagano in versi opposti ma caratterizzate dalla medesima frequenza e lunghezza d'onda

danno luogo, sovrapponendosi, AD ONDE STAZIONARIE che non mostrano alcuna propagazione ma

solo una oscillazione armonica di ciascun punto. Le posizioni dei ventri e dei nodi sono ben definite così come la

loro distanza dalla sorgente (origine).

IMMAGINI/VINCITORE Fisica 2014 - Onde stazionarie fai da te.mp4

CIMATICALA CIMATICA STUDIA IL RAPPORTO TRA ONDE SONORE E FORME.


kymatika (κυματικά) che significa “studio riguardante le onde”

"Se vuoi scoprire i segreti dell'universo, pensa in termini di energia, frequenza e vibrazione" Tesla

CIMATICA*


* Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma

Gli studiosi vedici dell’antica India e i filosofi della scuola di

Pitagora consideravano tutte le forme fisiche come

manifestazioni del suono: per loro le proporzioni relative ai

suoni musicali corrispondevano alle proporzioni fisiche delle

forme in natura e nell’architettura umana.

https://www.youtube.com/watch?v=c7_HITpdJb8

Walt Disney. Sezione Aurea.mp4

https://www.youtube.com/watch?v=c7_HITpdJb8

ERNEST CHLADNI*

Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma

Nel 1787, il giurista, musicista e fisico Ernest Chladni

gettò le basi per quella disciplina nella fisica che

doveva essere chiamata ACUSTICA, la scienza del

suono. Chladni trovò il modo per rendere visibile

quello che le onde sonore potevano generare.

Egli applicò ad un violino una lamina sottile di metallo

su cui distribuì una piccola quantità di sabbia

sottilissima. Facendo scorrere l’archetto sulle corde

scoprì, che quando sosteneva a lungo uno stesso suono,

la sabbia si muoveva formando motivi geometrici di

cerchi interconnessi e concentrici mentre, quando

modificava l’altezza del suono, le particelle di sabbia

creavano altre forme organiche : spirali, raggiere ,

griglie esagonali, ecc.

QUALE FU IL SIGNIFICATO DI QUESTA SCOPERTA?

CHLADNI DIMOSTRÒ UNA VOLTA PER SEMPRE CHE IL SUONO HA DEGLI EFFETTI SULLA MATERIA FISICA E CHE HA LA QUALITÀ DI CREARE

FIGURE GEOMETRICHE.

HANS JENNYS *

Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO* Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma

Nel 1967 Hans Jenny fisico svizzero,

artista e ricercatore come Chladni,

duecento anni più tardi mostrò quello

che avviene quando si prende del

materiale come sabbia, polvere di

ferro, acqua e sostanze vischiose e lo si

mette su piatti di metallo e membrane

vibranti. Quello che appare sono forme

e disegni in movimento che variano da

quelle perfette, ordinate e fisse a

quelle turbolenti, varianti e

costantemente in moto.

Jenny usò cristalli oscillatori e ne inventò uno con

il nome di TONOSCOPIO

HANS JENNY *


Il TONOSCOPIO fu creato per rendere

la voce umana visibile senza alcun

apparato elettronico come mezzo

intermedio. Questo permise la

sorprendente possibilità di vedere

l’immagine fisica delle vocali, il tono ed

il suono prodotti direttamente

dall’essere umano. Non solo si poteva

sentire una melodia, ma la si poteva

anche vedere.

Jenny chiamò questa nuova area di

ricerca CIMATICA , dal greco Kyma ,

ossia onda.https://www.youtube.com/watch?v=y5EjAZIiTuo

https://www.youtube.com/watch?v=y5EjAZIiTuo

HANS JENNY *


Jenny, con i suoi ripetuti esperimenti, produsse sia le figure di

Chladni. Egli scoprì che, se faceva vibrare un piatto ad una

specifica frequenza o ampiezza, apparivano nei materiali del

piatto forme e modelli caratteristici legati a quella particolare

vibrazione. SE CAMBIAVA LA FREQUENZA O L’AMPIEZZA ANCHE

I MODELLI CAMBIAVANO. Aumentando la frequenza la

complessità dei disegni aumentava ed il numero degli

elementi diventava più grande. Le forme ed i disegni che

apparivano dipendevano dalla frequenza, dall’ampiezza e dalle

caratteristiche del materiale.

Nella sua ricerca con il TONOSCOPIO, Jenny notò un fatto

straordinario. Quando venivano pronunciate le vocali delle

vecchie lingue quali l’ebraico ed il sanscrito, il suono assumeva le

forme dei simboli scritti di quelle vocali.

ESPERIMENTI CON L’ACQUA

Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO https://www.youtube.com/watch?v=uENITui5_jU&t=3s

https://www.youtube.com/watch?v=YEBmlo5ZiC8

ESPERIMENTI CON L’ACQUA


https://www.youtube.com/

watch?v=acQqL-9-wXM

https://www.youtube.com/watch?v=acQqL-9-wXM

LA MUSICA


https://www.youtube.com/watch?v=Q3oItpVa9fs



LA MUSICA…E L’ARTE CURIOSITÀ


Artista utilizza le Onde Cerebrali per Manipolare l’Acqua e dimostrare la Potenza Delle Emozioni Umane!

https://vimeo.com/112387261

https://vimeo.com/112387261

MATERIALE F. PILOTTI


LAB. CIMATICA - PILOTTI


Al lavoro…

COSTRUIAMO I TONOSCOPI


Derivazione 45°PVC

100/40


Tubo in PVC a vostra scelta

Nel mio caso: Tubo PVC Ø 40

Palloncino di quelli grandi in

lattice per eventi 90 o 150 cm


Piastra preso dalle cornici a giorno spess. 1,25 mm

Dimensioni in proporzioni al cono scelto (30/30)- vernice spray

nero (dopo molte prove, con il metallo questa soluzione è risultata

la più semplice per il fissaggio della piastra alla cassa)


Cassa Woofer 8 pollici

IMPEDENZA 4 OHM - 300W

(considerati al picco!)



e tanto sale fino...

AMPLIFICATORE per la cassa da 300W: Sony (autoradio vecchia auto), alimentatore/trasformatore per

l’amplificatore (13V, 13A). Questo nel mio caso che ho voluto riutilizzare cose che possedevo, andrà bene

un unico amplificatore alimentato a 230V.



Uniamo le parti…idee per il supporto tra la cassa e la piastra incollato con colla a caldo

Semisfera di polistirolo incollata



Bicchiere di plastica o rotolo di cartone sezionati


LE APP USATE

http://www.szynalski.com/tone-

generator/

Potrebbe essere utile scaricare una App per controllare che la piastra sia a «livello»

LIVELLA A BOLLA App Android

integrata nei dispositivi iOS

App Android

Simple tone generator


UNIAMO I PEZZI…cassa per autoradio 4 ohm, dichiarate

di picco 300watt

PIASTRA PVC

30X30CM

Frequenze ottimali:

440 Hz

850 Hz

940 Hz

1088 Hz

1120 Hz

1240 Hz

1260 Hz

1360 Hz


LE CASSE PER PC…potenza dichiarata 16w, potenza

effettiva per cassa 3W.. Alimentazione e uscita audio da PC

Frequenze ottimali:

440 Hz

727 Hz

807 Hz

851Herz

940 Hz ?

1060 Hz ?

PIASTRA PVC

20X20CM


CASSA WI-FI

Anche una cassa acustica speaker

portatile (dispositivo Bluetooth,

batteria integrata) di quelle che tutti

i ragazzi hanno da collegare allo

smartphone funziona, con meno

precisione ma d’effetto. 3,5 W

PIASTRA PVC

20X20CM

Frequenze ottimali:

295 Hz

330Hz

360Hz

400Hz

800Hz


VIDEO ESPERIMENTO

https://www.youtube.com/watch?v=KHrGMJDPSCA&index=6&li

st=PLoLKPp4LkUXjouh-DIslatELsduGDe4bO

https://www.youtube.com/watch?v=KHrGMJDPSCA&index=6&list=PLoLKPp4LkUXjouh-DIslatELsduGDe4bO

laboratorio 2 cimatica - f. pilotti

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