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laboratorio 2 Cimatica - F. Pilotti

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"Futura - 3 giorni per il Piano Nazionale Scuola Digitale: formazione, dibattiti, esperienze" Bologna 18/19/20 gennaio 2018

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laboratorio 2 Cimatica - F. Pilotti

  1. 1. «l’educazione nell’era digitale non deve porre al centro la tecnologia, ma i nuovi modelli di interazione didattica che la utilizzano» (PNSD 2015) Bologna 18/19/20 gennaio 2018 • Prof.ssa federica Pilotti "Futura - 3 giorni per il Piano Nazionale Scuola Digitale: formazione, dibattiti, esperienze"
  2. 2. LE ONDE • UN'ONDA È UN'OSCILLAZIONE CHE, GENERATA IN UN PUNTO, SI PROPAGA NELLO SPAZIO, TRASPORTANDO ENERGIA MA NON MATERIA. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
  3. 3. I TIPI DI ONDE onde elettromagnetiche le onde che non necessitano di un mezzo materiale per propagarsi (Es. La luce). onde meccaniche le onde che necessitano di un mezzo materiale per propagarsi, impossibilitate a propagarsi nel vuoto (Es. Il suono). Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
  4. 4. LE ONDE • CLASSIFICAZIONE LONGITUDINALI Le onde si dicono longitudinali quando la direzione di oscillazione delle particelle del mezzo in cui si propagano è parallela alla direzione stessa di propagazione. Può essere solo meccanica*. essa risulta infatti da successive compressioni (stati di densità e pressione massimi) e rarefazioni (stati di densità e pressione minimi) del mezzo Particles in a longitudinal wave Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO *La caratteristica fondamentale che contraddistingue un'onda meccanica da un’onda elettromagnetica è la necessità di propagarsi attraverso un mezzo
  5. 5. LE ONDE • CLASSIFICAZIONE TRASVERSALI Le onde si dicono trasversali quando la direzione di oscillazione delle particelle del mezzo (o della grandezza oscillante, tipo campo elettrico o magnetico nel caso delle onde elettromagnetiche) è perpendicolare rispetto alla direzione di propagazione. Esempi di onde trasversali sono: le onde d'acqua, quelle che si propagano lungo una corda tesa, le onde elettromagnetiche che si mostrano nei fenomeni luminosi, nei raggi X, nelle onde radio, ecc Particles in a transverse wave. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
  6. 6. LE ONDE • ESEMPI TRASVERSALI Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO LONGITUDINALI I TERREMOTI, che generano sia onde longitudinali che onde trasversali, possono essere localizzati proprio in base alle differenze di velocità e di traiettoria dei due tipi di onde. ! onde trasversali e longitudinali
  7. 7. CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO L’AMPIEZZA DELL'ONDA rappresentata dalla variazione massima della grandezza oscillante. Onde con ampiezza maggiore trasportano maggiori quantità di energia: per produrre un'onda con un'ampiezza maggiore occorre compiere più lavoro. Venti più forti, per esempio, producono onde più alte sulla superficie del mare e, quando imprimiamo un movimento oscillante a una fune, maggiore è la forza che conferiamo alle spinte maggiore sarà l'ampiezza dell'oscillazione della fune; cresta ventre
  8. 8. CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO LA LUNGHEZZA D'ONDA, è data dalla distanza minima (misurata in metri) fra due creste o due ventri successivi. IL PERIODO (T), l'intervallo di tempo (misurato in secondi) in cui avviene un'oscillazione completa, ovvero l'intervallo di tempo impiegato dall'onda per ritornare nella medesima posizione (per esempio, il tempo intercorso tra due creste o tra due ventri successivi); cresta ventre La lunghezza d'onda λ è definita come:
  9. 9. CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO LA FREQUENZA è data dal numero di oscillazioni in un secondo compiute dall'onda. La frequenza si misura in Hertz (simbolo Hz), dove 1 Hz = 1/s , ed è l'inverso del periodo:
  10. 10. CARATTERISTICHE FONDAMENTALI COMUNI A QUALSIASI ONDA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO
  11. 11. le onde sonore Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO Documentario: Suono e Onde Sonore
  12. 12. LE ONDE STAZIONARIECOSA SONO? Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO https://www.youtube.com/watch?v=YEBmlo5ZiC8
  13. 13. LE ONDE STAZIONARIECOSA SONO? Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO Onde che si propagano in versi opposti ma caratterizzate dalla medesima frequenza e lunghezza d'onda danno luogo, sovrapponendosi, AD ONDE STAZIONARIE che non mostrano alcuna propagazione ma solo una oscillazione armonica di ciascun punto. Le posizioni dei ventri e dei nodi sono ben definite così come la loro distanza dalla sorgente (origine).
  14. 14. CIMATICA LA CIMATICA STUDIA IL RAPPORTO TRA ONDE SONORE E FORME. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO kymatika (κυματικά) che significa “studio riguardante le onde” "Se vuoi scoprire i segreti dell'universo, pensa in termini di energia, frequenza e vibrazione" Tesla
  15. 15. CIMATICA* Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma Gli studiosi vedici dell’antica India e i filosofi della scuola di Pitagora consideravano tutte le forme fisiche come manifestazioni del suono: per loro le proporzioni relative ai suoni musicali corrispondevano alle proporzioni fisiche delle forme in natura e nell’architettura umana. https://www.youtube.com/watch?v=c7_HITpdJb8
  16. 16. ERNEST CHLADNI* Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma Nel 1787, il giurista, musicista e fisico Ernest Chladni gettò le basi per quella disciplina nella fisica che doveva essere chiamata ACUSTICA, la scienza del suono. Chladni trovò il modo per rendere visibile quello che le onde sonore potevano generare. Egli applicò ad un violino una lamina sottile di metallo su cui distribuì una piccola quantità di sabbia sottilissima. Facendo scorrere l’archetto sulle corde scoprì, che quando sosteneva a lungo uno stesso suono, la sabbia si muoveva formando motivi geometrici di cerchi interconnessi e concentrici mentre, quando modificava l’altezza del suono, le particelle di sabbia creavano altre forme organiche : spirali, raggiere , griglie esagonali, ecc. QUALE FU IL SIGNIFICATO DI QUESTA SCOPERTA? CHLADNI DIMOSTRÒ UNA VOLTA PER SEMPRE CHE IL SUONO HA DEGLI EFFETTI SULLA MATERIA FISICA E CHE HA LA QUALITÀ DI CREARE FIGURE GEOMETRICHE.
  17. 17. HANS JENNYS * Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma Nel 1967 Hans Jenny fisico svizzero, artista e ricercatore come Chladni, duecento anni più tardi mostrò quello che avviene quando si prende del materiale come sabbia, polvere di ferro, acqua e sostanze vischiose e lo si mette su piatti di metallo e membrane vibranti. Quello che appare sono forme e disegni in movimento che variano da quelle perfette, ordinate e fisse a quelle turbolenti, varianti e costantemente in moto. Jenny usò cristalli oscillatori e ne inventò uno con il nome di TONOSCOPIO
  18. 18. HANS JENNY * Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma Il TONOSCOPIO fu creato per rendere la voce umana visibile senza alcun apparato elettronico come mezzo intermedio. Questo permise la sorprendente possibilità di vedere l’immagine fisica delle vocali, il tono ed il suono prodotti direttamente dall’essere umano. Non solo si poteva sentire una melodia, ma la si poteva anche vedere. Jenny chiamò questa nuova area di ricerca CIMATICA , dal greco Kyma , ossia onda. https://www.youtube.com/watch?v=y5EjAZIiTuo
  19. 19. HANS JENNY * Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO * Giuseppe Simonetti - Maria Leo Il suono che trasforma Jenny, con i suoi ripetuti esperimenti, produsse sia le figure di Chladni. Egli scoprì che, se faceva vibrare un piatto ad una specifica frequenza o ampiezza, apparivano nei materiali del piatto forme e modelli caratteristici legati a quella particolare vibrazione. SE CAMBIAVA LA FREQUENZA O L’AMPIEZZA ANCHE I MODELLI CAMBIAVANO. Aumentando la frequenza la complessità dei disegni aumentava ed il numero degli elementi diventava più grande. Le forme ed i disegni che apparivano dipendevano dalla frequenza, dall’ampiezza e dalle caratteristiche del materiale. Nella sua ricerca con il TONOSCOPIO, Jenny notò un fatto straordinario. Quando venivano pronunciate le vocali delle vecchie lingue quali l’ebraico ed il sanscrito, il suono assumeva le forme dei simboli scritti di quelle vocali.
  20. 20. ESPERIMENTI CON L’ACQUA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO https://www.youtube.com/watch?v=uENITui5_jU&t=3s
  21. 21. ESPERIMENTI CON L’ACQUA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO https://www.youtube.com/ watch?v=acQqL-9-wXM
  22. 22. LA MUSICA Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO https://www.youtube.com/watch?v=Q3oItpVa9fs
  23. 23. LA MUSICA… E L’ARTE CURIOSITÀ Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO Artista utilizza le Onde Cerebrali per Manipolare l’Acqua e dimostrare la Potenza Delle Emozioni Umane! https://vimeo.com/112387261
  24. 24. MATERIALE F. PILOTTI Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO LAB. CIMATICA - PILOTTI
  25. 25. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO Al lavoro… COSTRUIAMO I TONOSCOPI
  26. 26. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO Derivazione 45°PVC 100/40 COSTRUIAMO I TONOSCOPI Tubo in PVC a vostra scelta Nel mio caso: Tubo PVC Ø 40 Palloncino di quelli grandi in lattice per eventi 90 o 150 cm
  27. 27. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO Piastra preso dalle cornici a giorno spess. 1,25 mm Dimensioni in proporzioni al cono scelto (30/30)- vernice spray nero (dopo molte prove, con il metallo questa soluzione è risultata la più semplice per il fissaggio della piastra alla cassa) COSTRUIAMO I TONOSCOPI Cassa Woofer 8 pollici IMPEDENZA 4 OHM - 300W (considerati al picco!)
  28. 28. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO COSTRUIAMO I TONOSCOPI e tanto sale fino... AMPLIFICATORE per la cassa da 300W: Sony (autoradio vecchia auto), alimentatore/trasformatore per l’amplificatore (13V, 13A). Questo nel mio caso che ho voluto riutilizzare cose che possedevo, andrà bene un unico amplificatore alimentato a 230V.
  29. 29. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO COSTRUIAMO I TONOSCOPI Uniamo le parti…idee per il supporto tra la cassa e la piastra incollato con colla a caldo Semisfera di polistirolo incollata
  30. 30. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO COSTRUIAMO I TONOSCOPI Bicchiere di plastica o rotolo di cartone sezionati
  31. 31. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO LE APP USATE http://www.szynalski.com/tone- generator/ Potrebbe essere utile scaricare una App per controllare che la piastra sia a «livello» LIVELLA A BOLLA App Android integrata nei dispositivi iOS App Android Simple tone generator
  32. 32. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO UNIAMO I PEZZI… cassa per autoradio 4 ohm, dichiarate di picco 300watt PIASTRA PVC 30X30CM Frequenze ottimali: 440 Hz 850 Hz 940 Hz 1088 Hz 1120 Hz 1240 Hz 1260 Hz 1360 Hz
  33. 33. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO LE CASSE PER PC… potenza dichiarata 16w, potenza effettiva per cassa 3W.. Alimentazione e uscita audio da PC Frequenze ottimali: 440 Hz 727 Hz 807 Hz 851Herz 940 Hz ? 1060 Hz ? PIASTRA PVC 20X20CM
  34. 34. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO CASSA WI-FI Anche una cassa acustica speaker portatile (dispositivo Bluetooth, batteria integrata) di quelle che tutti i ragazzi hanno da collegare allo smartphone funziona, con meno precisione ma d’effetto. 3,5 W PIASTRA PVC 20X20CM Frequenze ottimali: 295 Hz 330Hz 360Hz 400Hz 800Hz
  35. 35. Prof.ssa Federica Pilotti LABORATORIO DI CIMATICA…IL «VOLTO» DEL SUONO VIDEO ESPERIMENTO https://www.youtube.com/watch?v=KHrGMJDPSCA&index=6&li st=PLoLKPp4LkUXjouh-DIslatELsduGDe4bO

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