Acustica

I primi studi sulle corde vibranti, la scala musicale e la natura del suono si devono agli antichi greci. La tradizione afferma che Pitagora (- 560-480 a.C.) ha determinato i rapporti delle lunghezze delle corde vibranti secondo l'ottava musicale. Erone di Alessandria e Vitruvio affermarono che il suono e originato dalla propagazione di una compressione o di un impulso. Verso il 1600 si trovarono relazioni empiriche tra lunghezza delle corde vibranti e frequenza dei suoni ad opera di Giovanni Benedetti (1530-1590), Isaac Beeckman (1588-1637) e specialmente Marin Mersenne (1588-1648).
I primi studi dettagliati furono eseguiti da Joseph Sauveur (1653-1716) al quale e dovuto anche il termine "acustica". Sauveur introdusse i multipli interi delle frequenze, che chiamo armoniche, e descrisse il fenomeno dei battimenti.
Dopo le prime misure della velocità del suono nell'aria da parte di Mersenne, di Pierre Gassendi (1592-1655) e degli accademici del Cimento, tocco a William Derham (1657-1753) verificare la formula di Newton della velocità del suono, ma solo con Laplace (1749-1827), che introdusse correttamente i calori specifici dei gas, si giunse ad un completo accordo con l'esperienza. Studi successivi della velocità del suono in liquidi e solidi sono associati ai nomi di Ernst Chladni (1756-1827), Jean Baptist Biot (1774-1862), Daniel Colladon (1802-1893), Charles Sturm (1803-1855), Henri Regnault (1810-1878) e Jules Violle (1841-1923).
Le soluzioni analitiche dei classici problemi delle corde vibranti, dei tubi sonori, delle lastre di Chladni, delle membrane flessibili sono in varia misura legate ai nomi di insigni fisici-matematici quali Brook Taylor (1685-1731), Daniel Bernoulli (1700-1782), Leonhard Euler (1707-1783), Jean Le Rond d'Alembert (1717-1783) e nell'Ottocento S.D. Poisson (1781-1840), R. Clebsch (1833-1872) e Gustav Robert Kirchhoff (1823-1887).
Gli studi di acustica fisiologica furono portati avanti da Hermann von Helmholtz 1821-1894) ed in parte da Rudolf Konig (1832-1901) il quale fu anche un celebre costruttore di strumenti di acustica. Da ricordare infine il trattato Theory of Sound di Lord Rayleigh (1842-1919) dal 1878 che riporta in sintesi rigorosa tutti i risultati della dottrina dell'acustica sino alla fine dell'Ottocento.
Generalmente i gabinetti di Fisica Ottocenteschi erano ben forniti di strumenti di acustica. Nell'Ottocento infatti si svilupparono in maniera significativa le tecniche sperimentali per analizzare i fenomeni sonori; si inizia con il cilindro di Duhamel per arrivare all'analizzatore di König. Contemporaneamente furono proposti molti dispositivi per lo studio dell'interferenza, come ad esempio il tubo di Quincke. Significativi sono anche gli strumenti capaci di produrre suoni intensi, anche nell'acqua, ai quali fu dato il nome di "sirene". Ma forse il maggior interesse didattico venne suscitato dalle così dette "figure di Chladni", ottenute a seguito delle vibrazioni di lamine metalliche ricoperte di uno strato sottile di finissima sabbia.
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