Come gli Strumenti Creano Onde Sonore: Fisica per Famiglia
Ogni strumento è una macchina di vibrazione. Il vibratore, risonatore ed eccitatore definiscono la forma d'onda. Ecco la scheda fisica.
Catena Universale
Eccitazione → Vibrazione → Risonanza → Radiazione → Onda di Pressione
Per Famiglia
| Famiglia | Vibratore | Eccitatore | Controllo Pitch | Modellatori Timbro |
|---|---|---|---|---|
| Archi (violino, chitarra, pianoforte) | Corda | Arco / pizzico / martello | Lunghezza (dito/ponte), tensione, massa | Legno corpo, buca armonica, impedenza ponte |
| Fiati (flauto, clarinetto, tromba) | Colonna d'aria | Getto d'aria / ancia / vibrazione labbra | Lunghezza effettiva (buchi, valvole, cursore) | Conico canna, flare campana, materiale |
| Percussioni (tamburo, marimba, piatto) | Membrana / barra / piastra | Bacchetta / mazzuolo / mano | Dimensione, spessore, tensione | Profondità fusto, accordatura barra, profilo mazzuolo |
| Voce | Pieghe vocali | Pressione polmonare | Tensione/lunghezza pieghe (muscoli laringe) | Forma tratto vocale (formanti) |
| Elettronica (sintetizzatore, campionatore) | Oscillatore (digitale/analogico) | MIDI / CV / trigger | Impostazione frequenza (Hz) | Forma d'onda, filtro, inviluppo, FX |
| Altoparlante | Diaframma/cono | Corrente in bobina mobile | Frequenza segnale | Cassa, crossover, DSP |
Generare una Forma d'Onda *Specifica* (Grado Lab)
- Generatore di funzione (es. Rigol DG1022) → imposta seno/quadrata/triangolare, 20 Hz–20 kHz.
- Amplificatore (mini-ampli classe D).
- Altoparlante calibrato (es. Genelec 8030) in camera anecoica o trattata.
- Misura con microfono di misura (UMIK-1) + software REW.
Creazione Digitale (DAW / Codice)
// Python + numpy → WAV import numpy as np, scipy.io.wavfile as wav fs = 48000 t = np.arange(fs*2)/fs sig = 0.5*np.sin(2*np.pi*440*t) # A4 seno wav.write('A4.wav', fs, (sig*32767).astype(np.int16)) Che tu arci una corda o scrivi un ciclo seno, il risultato è onde di pressione. L'arte è nella modellazione.