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«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).
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL 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.
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
LE ONDE• ESEMPI
TRASVERSALI
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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
CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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
CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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:
CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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:
CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
le onde sonore
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
Documentario: Suono e Onde Sonore
LE ONDE STAZIONARIECOSA SONO?
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONOhttps://www.youtube.com/watch?v=YEBmlo5ZiC8
LE ONDE STAZIONARIECOSA SONO?
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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).
CIMATICALA CIMATICA STUDIA IL RAPPORTO TRA ONDE SONORE E FORME.
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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*
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
* 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
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 *
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma
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
HANS JENNY *
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma
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
ESPERIMENTI CON L’ACQUA
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
https://www.youtube.com/
watch?v=acQqL-9-wXM
LA MUSICA
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
https://www.youtube.com/watch?v=Q3oItpVa9fs
LA MUSICA…E L’ARTE CURIOSITÀ
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
Artista utilizza le Onde Cerebrali per Manipolare l’Acqua e dimostrare la Potenza Delle Emozioni Umane!
https://vimeo.com/112387261
MATERIALE F. PILOTTI
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
LAB. CIMATICA - PILOTTI
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
Al lavoro…
COSTRUIAMO I TONOSCOPI
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
Derivazione 45°PVC
100/40
COSTRUIAMO I TONOSCOPI
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
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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)
COSTRUIAMO I TONOSCOPI
Cassa Woofer 8 pollici
IMPEDENZA 4 OHM - 300W
(considerati al picco!)
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
COSTRUIAMO I TONOSCOPI
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.
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
COSTRUIAMO I TONOSCOPI
Uniamo le parti…idee per il supporto tra la cassa e la piastra incollato con colla a caldo
Semisfera di polistirolo incollata
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
COSTRUIAMO I TONOSCOPI
Bicchiere di plastica o rotolo di cartone sezionati
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
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
Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
VIDEO ESPERIMENTO
https://www.youtube.com/watch?v=KHrGMJDPSCA&index=6&li
st=PLoLKPp4LkUXjouh-DIslatELsduGDe4bO