Le fiamme sono sensibili alla musica? Sì avete capito bene! Questo fenomeno venne scoperto dal fisico tedesco Heinrich Rubens che nel 1905 costruì questo tubo. Egli è noto anche per avere lavorato all’università di Berlino con Max Planck che grazie ai risultati sperimentali di Rubens formulò le primi basi della meccanica quantistica, dando l’avvio a una vera e propria rivoluzione nel campo della fisica che ha permesso l’invenzione del transistor e quindi del CD player, del computer, del cellulare e di qualsiasi altro aggeggio tecnologico di cui oggi non potremmo fare a meno.

Ma ritorniamo al tubo, cercando di capire come funziona questo fenomeno nel dettaglio.
Il suono è un’onda che si propaga come una perturbazione nell’aria provocando zone di alta pressione e zone di bassa pressione. Provate a pensare a un diapason: quando viene percosso le sue vibrazioni si trasmettono nell’aria creando zone compresse e zone rarefatta.

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Quando l’onda sonora entra nel tubo può crearsi un’[url=http://www.youtube.com/watch?v=no7ZPPqtZEg]onda stazionaria[/url], ovvero l’onda, giunta all’estremità del tubo, viene riflessa e torna indietro simmetricamente rispetto all’asse orizzontale (vedi figura).

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In tal modo si possono distinguere zone di pressione massima (le creste) e zone di pressione minima ( i nodi). Affinchè si crei un’onda stazionaria è necessario però che la lunghezza d’onda del suono (che determina la frequenza) sia proporzionale alla lunghezza del tubo. O meglio che la lunghezza del tubo sia un multiplo di quella dell’onda.

Poiché la pressione di un gas è direttamente proporzionale alla sua densità, nei punti di massima pressione ci sarà un flusso di gas maggiore che determinerà una fiamma più alta; al contrario nelle zone di bassa pressione il flusso di gas è minore e quindi la fiamma risulta più corta.

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Con questo esperimento si riesce ad avere un’ incredibile visualizzazione dell’onda sonora e ad osservare come all’aumentare della frequenza del suono emesso compaiono più creste, e quindi la lunghezza d’onda diminuisce.

Se siete curiosi di sapere come le fiamme reagiscono a intere melodie su [url=http://www.youtube.com/watch?v=gpCquUWqaYw&feature=related]You Tube[/url] trovate le rappresentazioni “pirotecniche” di diverse canzoni.

Vi segnalo infine un esperimento simile dove viene utilizzato un tubo trasparente ([url=http://www.youtube.com/watch?v=qUiB_zd9M0k&feature=related]tubo di Kundt[/url]) senza buchi nè gas nè fuoco ma con della polvere leggera che in seguito alle vibrazioni sonore si dispone in modo tale da rappresentare l’andamento sinusoidale dell’onda.