99. Produzione del suono. — Abbiamo visto, nello studio dei
fenomeni elastici, che abbandonando a sè un corpo elastico deformato esso non
torna subito alla sua configurazione normale, ma esegue intorno ad essa delle
oscillazioni isocrone più o meno rapide. Quando queste vibrazioni si susseguono
in numero compreso tra 16 e 40000 per secondo il nostro orecchio percepisce un
suono che dura finchè persistono le vibrazioni della sorgente.
Lo stato vibratorio della sorgente, che accompagna sempre
la sensazione del suono, può essere reso evidente con l’esperienza
rappresentata nella fig. 78. Strofinando la campana con un archetto il
pendolino saltella vivamente, proiettato dal corpo vibrante, e insieme il
nostro orecchio è colpito da un suono. E così una corda di violino manifesta
evidentemente alla vista e al tatto il
suo stato vibratorio, quando è eccitata dall’archetto e produce il suono.
La vibrazione della
sorgente determina nell’aria ambiente uno stato particolare, sul cui meccanismo
torneremo a suo tempo, e che è capace di comunicare a una membrana tesa un moto
vibratorio sincrono con quello della sorgente.
Così una membrana tesa nel fondo di una specie d’imbuto, come nella fig. 79, e alla quale è fissata una punta leggiera, entra in vibrazione in vicinanza di un corpo che emette un suono; appoggiando la punta su un cilindro affumicato A mobile elicoidalmente per la rotazione intorno a un asse a vite, le vibrazioni possono essere rilevate dal solco sinuoso che la punta traccia sul cilindro affumicato. Se un simile solco si fa tracciare su un altro cilindro da una punta attaccata al corpo sonoro, si può constatare che le due curve hanno, sensibilmente, la medesima forma.
La nostra sensazione deriva appunto da un movimento vibratorio analogo, sincrono con quello della sorgente, e che è comunicato dall’aria a una membrana disposta nel nostro orecchio (la membrana del timpano) e da questa trasmesso ai nervi sensori.
Ma perchè si abbia la percezione del suono occorre la successione di una serie non interrotta di corpi tra la sorgente e l’orecchio, come l’aria, l’acqua, ecc. Le vibrazioni di un corpo in una campana nella quale sia fatto il vuoto non giungono quasi affatto al nostro orecchio; e il silenzio sarebbe assoluto se non ci fosse affatto aria nella campana, e il corpo sonoro fosse nel suo interno completamente isolato, non esistessero cioè gli altri corpi che lo sostengono.
Quel particolare stato
dell’aria capace di produrre in noi la sensazione del suono può anche essere
determinato senza l’intervento di un corpo vibrante. Se, per es., facciamo
venire (fig. 80) da un cannello un getto d’aria in presenza di un disco munito
di una serie di fori e rotante con una certa velocità, il nostro orecchio
avvertirà un suono, e la membrana registratrice, di cui sopra abbiamo parlato,
entrerà in vibrazione, cosicchè la punta traccerà tante sinuosità sul cilindro
affumicato quanti sono i fori passati nello stesso tempo avanti al cannello. Si
intende subito, da questa esperienza, che il getto d’aria proveniente dal cannello,
e che può espandersi liberamente in presenza di un foro, mentre è arrestato
nelle posizioni intermedie del disco, determinerà una serie di sbuffi
periodici, e quindi di compressioni nell’aria circostante, seguiti da
altrettante pause; appunto queste compressioni, riproducentisi periodicamente,
sono la causa del moto alternativo sincrono della membrana registratrice, e
alla causa medesima si dovrà attribuire il suono da noi percepito.
E si intende subito, adesso, che la vibrazione di una ordinaria sorgente sonora determinerà nell’aria una serie di compressioni e rarefazioni, che trasmesse al nostro orecchio producono la sensazione.