Tubo sonoro con cinque otturatori
Tratto da Roberto Vergara Caffarelli, STRUMENTI SCIENTIFICI TRA XVIII E XIX SECOLO NEL DIPARTIMENTO DI FISICA DELL' UNIVERSITA' DI PISA, in:C.A. Segnini e R. Vergara Caffarelli, ANTICHI STRUMENTI SCIENTIFICI A PISA (SEC. XVII - XX), pp. 152, Pisa, 1989.
Descrizione
Serve a verificare l’esistenza e la distribuzione di nodi e ventri in un tubo sonoro.
È un tubo sonoro di legno a sezione quadrata, il cui lato interno misura 20 mm, munito di fori opportunamente disposti che possono essere chiusi o aperti mediante valvole esterne mobili intorno a un asse (otturatori).
La disposizione dei fori è la seguente. Tre fori dividono il tubo in quattro parti uguali: questo gruppo di fori è costituito dal foro centrale e dai due fori più esterni. I due fori intermedi dividono il tubo in tre parti uguali.
Si deve tener conto della "correzione dell’estremo aperto" e della "correzione alla bocca" per stabilire l’effettiva lunghezza della colonna d’aria. Tuttavia osserviamo che i tre fori del primo gruppo sono disposti a distanze di 157 mm l’uno dall’altro e ciò corrisponderebbe a una divisione in quattro parti di una colonna lunga 628 mm.
I fori intermedi distano 209 mm e quindi sono concordi con una colonna di 628 mm divisa in tre parti.
Una fattore di perplessità è fornito dal fatto che il foro centrale dista 326 mm dall’estremità opposta al piede dello strumento, che è lungo fino alla luce 594 mm e fino al piede 628 mm.
L’esperimento consiste nel far suonare l’armonico superiore alla nota fondamentale dello strumento, in maniera da avere un ventre al centro e due nodi nei punti corrispondenti ai fori estremi. Dato che nei ventri la pressione e la densità dell’aria rimangono invariate e sono quelle atmosferiche, la nota non cambia aprendo l’otturatore centrale; mentre la nota cambia aprendo gli otturatori più esterni.
Nei nodi infatti si ha il massimo di variazione di pressione, ma questa variazione verrebbe soppressa aprendo i fori nei punti in cuisi trovano i nodi: lo strato d’aria interna si troverebbe alla pressione atmosferica e prenderebbe una densità costante divenendo un ventre.
Se invece si fa suonare il terzo armonico, la nota resterebbe invariata, aprendo gli otturatori intermedi, dove sono localizzati i ventri; mentre si avrebbe una variazione aprendo l’otturatore centrale dove è un nodo.
Nell’inventario del 1880 questo strumento è identificato come "tubo in legno a sezione quadrata per l’esperienza dei ventri".