Sirene

Uno dei caratteri distintivi del suono è l'altezza, che dipende dalla frequenza delle vibrazioni. A seconda di essa distinguiamo fra suoni acuti e gravi: quanto più è elevata la frequenza, tanto più il suono è acuto.

Questa proprietà si può verificare utilizzando un disco con una serie di fori equidistanti fra loro e dal centro. Mettendolo in rotazione ad una certa velocità angolare costante, si dirige contro la corona di fori un getto d'aria per mezzo di un ugello. L'aria del getto incontra successivamente uno spazio non forato e un foro, subisce successive compressioni e rarefazioni, entrando così in vibrazione. Si udrà, allora, un suono di data altezza.

L'apparato nella figura di sopra, detto sirena di L. F. W. A. Seebeck (1805-1849), venne ideato per rendere evidente che il suono consiste in compressioni e rarefazioni dell'aria. Se si accoppia un contagiri all'asse di rotazione della sirena, misurando il numero di giri per unità di tempo e moltiplicandolo per il numero dei fori, si ottiene il numero di fori che transitano di fronte all'ugello nell'unità di tempo e, quindi, la frequenza in hertz. Se sul disco si creano più serie di fori concentriche e si utilizzano contemporaneamente più ugelli, è possibile creare combinazioni di suoni e tutti i fenomeni che da esse derivano, come i battimenti.

La sirena di Seebeck venne ideata in analogia con la ruota di F. Savart (1791-1841), dove invece del disco forato si utilizza una ruota dentata: ponendo una lamina contro i denti della ruota posta in rotazione angolare costante, essa vibra producendo il suono. Questo dispositivo, che fu usato già nel 1681 in pubbliche dimostrazioni, permise la misura diretta della frequenza di un suono e la determinazione del limite superiore di udibilità dell'orecchio umano. Il limite inferiore era stato già da tempo determinato da Mersenne per mezzo della corda vibrante.

A partire dai principi funzionali di questi due apparati, che rappresentano il prototipo dei dispositivi capaci di sintetizzare il suono, nel corso dell'Ottocento ne furono ideati altri sempre più perfezionati, alcuni dei quali vengono mostrati in questa sezione.

(Daniele Rebuzzi)

 

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