Scopo dell’esperienza: analizzare un suono.

 

Materiale occorrente:

 

• Un computer

• Interfaccia per computer.

• Software Science Workshop.

• Un sensore di suono.

• Un diapason.

• Un martelletto di gomma.

 

Esecuzione:

 

Abbiamo collegato l'interfaccia al computer e l'abbiamo accesa. Abbiamo acceso il computer e abbiamo lanciato il software Science Workshop.

Abbiamo posto il sensore a 5-10 cm dalla "bocca" della cassetta del diapason e abbiamo preparato il computer per la raccolta dei dati.

Abbiamo colpito con un martelletto di gomma un diapason e abbiamo cominciato la registrazione dei dati. Il computer ci ha immediatamente fatto vedere il grafico relativo. Nella figura sottostante osserviamo che la vibrazione ha prodotto un'oscillazione fondamentale seguita da una serie di armonici con ampiezza calante.

Il computer ci ha permesso anche di osservare lo spettrogramma relativo al suono in esame.

Come si può notare, sull'asse orizzontale troviamo le frequenze, su quello verticale le loro ampiezze.

Questo suono  può essere scomposto in una serie di sinusoidi delle quali è possibile conoscere le relative frequenze e ampiezze: ciò significa che se il suono che abbiamo sentito è formato da queste  sinusoidi, sovrapponendole si può ottenere il suono di partenza.

Ogni sinusoide in cui un suono è scomposto viene chiamata parziale (o componente). Se la frequenza di una parziale è multipla di quella fondamentale, essa è una armonica.

Ne consegue che una parziale può essere o non essere una armonica, quindi esistono anche dei suoni le cui parziali non sono armoniche. Sono quelli che vengono detti rumori.

Ciò che  caratterizza, dunque,  il suono rispetto al rumore è la sua descrizione in termini di un'onda periodica. Lo spettrogramma  contiene solo suoni puri di frequenza multipla di una frequenza fondamentale. Lo spettrogramma è la rappresentazione grafica dell’intensità di un suono.

Per capire meglio ciò, abbiamo ripetuto l'esperienza, analizzando stavolta un rumore. Il computer ci ha presentato il grafico sottostante.

 

Osserviamo immediatamente che è molto diverso dal precedente, così come è differente anche lo spettrogramma relativo, che possiamo vedere nella seguente figura.

Lo spettrogramma stavolta non  contiene  suoni  di frequenza multipla di una frequenza fondamentale, ma suoni formati di  qualsiasi frequenza ed altezza. Inoltre non è presente alcuna periodicità.

Il nostro sistema uditivo viene "confuso" se investito da suoni di frequenze troppo vicine e, incapace di discriminare la loro altezza, percepisce un suono di altezza intermedia, ma dal carattere "ruvido", rumoroso, appunto.

È facile accorgersi, però, che la periodicità esatta non è condizione necessaria per distinguere il suono dal rumore in quanto il sistema percettivo sembra tollerare piccole deviazioni dalla periodicità e  nessun suono ha una forma d'onda esattamente periodica. Una funzione periodica è qualcosa di dato da sempre e per sempre, mentre il suono è qualcosa che nasce, evolve nel tempo e muore.