Hendrix e la fisica – Elettronica ed equazione d'onda 1


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Come viene rilevato il suono in una chitarra elettrica? La cosa non è molto semplice da discutere. Cominciamo col descrivere alcuni aspetti fisici che, in una interazione complessa come quella in oggetto, si bilanciano l’un l’altro. Infine troverete l’equazione della velocità di un’onda su una corda… e l’invito alla prossima puntata.

Hendrix e la fisica - Elettronica ed equazione d'onda 1

La figura sopra rappresenta il corpo di una Fender Stratocaster, con sopra indicate tutte le parti principalmente citate nel seguito. La figura successiva è un’istantanea di quanto accade su una chitarra elettrica o un basso elettrico quando una corda è in vibrazione nella sua interezza. Il capotasto è sulla sinistra, il ponte sulla destra con i tre pickup nella tipiche posizioni (da sinistra a destra) “manico”, “centro” e “ponte”.

Hendrix e la fisica - Elettronica ed equazione d'onda 1

La corda è da ritenersi in vibrazione nel piano ortogonale a quello disegnato, nel senso che la vibrazione della corda genera (in buona approssimazione) un piano che è parallelo a quello su cui si trovano i pickup. Come già anticipato, i dati sono quelli di una Fender Stratocaster, dunque tutte le misure e tutte le distanze saranno in pollici. Pertanto, la lunghezza della corda “a vuoto” (dal capotasto al ponte) è di 25,5 pollici (64,77cm). I pickup sono posizionati rispettivamente a 6,375, 3,875 e 1,625 pollici dal ponte (1 pollice = 2,54cm). Le strisce blu rappresentano gli spostamenti dalla posizione di equilibrio della corda; tali spostamenti corrispondono ad un avvicinamento o allontanamento della corda dai magneti determinando il diverso livello di output. È evidente che l’output aumenta quanto più il pickup si avvicina al centro della corda. Tralasciamo per ora due aspetti, che, difatti, si bilanciano l’un l’altro. Il primo, che i pickup magnetici rispondono alla variazione di flusso di campo magnetico, quindi alla velocità della corda e non al suo spostamento; per una data corda e un dato spostamento, dunque, l’output del pickup cresce proporzionalmente con la frequenza. Il secondo, che una corda vibrante con una data energia ha uno spostamento che è sempre minore all’aumentare della frequenza. Questo è facilmente osservabile facendo suonare una corda vuota e uno qualsiasi dei suoi armonici superiori, semplicemente la corda del Mi basso (82Hz) e quella del Mi alto (328Hz). A conti fatti, per una data corda (a parità di densità di massa dunque), all’aumentare della frequenza diminuisce lo spostamento all’altezza del pickup (ma questo in generale in un qualsiasi punto della corda) mentre aumenta la sensibilità del pickup. Si potrebbe pensare che per le corde con accordatura più bassa (ad esempio, la sesta corda, Mi basso = 82Hz) l’output del pickup sia, minore rispetto a quello rilevato per le altre corde; questo è vero, ma, tornando al discorso fatto precedentemente, la bassa frequenza viene compensata dal fatto che la corda ha una maggiore massa in movimento e dunque un diametro maggiore, il che, in termini di variazione del flusso del campo magnetico, bilancia la minore frequenza della vibrazione. Questo comportamento è ampiamente giustificato dal fatto che la velocità dell’onda sulla corda sia data dall’espressione

Hendrix e la fisica - Elettronica ed equazione d'onda 1

dove mu è la densità di massa (lineare) della corda e T è la tensione. Questo valore di v viene dallo studio dell’equazione d’onda per una data corda… che vedremo successivamente!

Continua: Hendrix e la Fisica: la chitarra elettrica 2





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