AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.J02: "Suono e Tono della Campana Individuale" - Pagina 11

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 21/04/2016, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

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Battimenti nel suono della Campana

  

 

INDICE:

 

 

I Battimenti

Se un diapason con il vecchio standard (la3 = 435 Hz) mostra consonanza secondo il nuovo standard (la3 = 440 Hz), allora si sente una fluttuazione del suono che ne risulta, vale a dire che l’intensità del suono e la frequenza oscillano.

Se poi si conta il numero di battimenti, si scopre che sono 5 al secondo. Apparentemente la frequenza di battimento è determinata dalla differenza dei due toni partecipanti.

Quando il numero di battimenti al secondo è leggero, ciò in generale non è spiacevole. Si consideri il vibrato di un violinista. Tuttavia, la frequenza del battito aumenta gradualmente, poi raggiunge un punto in cui le oscillazioni interferiscono notevolmente. Questo punto di rugosità massima dipende dalla gamma di passo in cui si verificano i battimenti. Ma si è nell’ordine di 50 su 100 centesimi. Negli intervalli in cui saranno riportati i toni, si sentirà soltanto la singola massima. In realtà, incontriamo di nuovo qui la banda critica (Cfr. Banda psicoacustica a pag. J02.10 Accordatura della Campana), anche se a questo punto è necessario spostare l’accento. Poiché il numero di battimenti è ulteriormente aumentato, non si potranno più sentire come tali i due suoni e apparirà al loro posto il segnale di differenza (cfr. pagina j02.07 La differenza di tono sul suono delle campane (3° suono di Tartini)).

In pratica, le campane non hanno tali battiti veloci che esistono quale segno di maxi-rugosità. In pratica, il numero di battimenti in una campana, tali da poter essere ascoltati da tutti, sono molto meno. Tuttavia, non c’è una qualità complessiva. Alcuni trovano questo fatto un problema cioè anche se solo una campana ha battimenti; altri gioiscono al pensiero di averne anche in aumento, poiché considerano importante avere un suono di campane irregolare. Tuttavia, ci sono musicisti che esigono che il tono di ogni campana non si senta nel coro.  Le opinioni sono dunque divise, anche se questi battimenti sono modesti e trovano accettabile che siano nelle loro campane.

E’ certo anche che una campana pura abbia un passo assolutamente inequivocabile, mentre una campana con battimenti del suono è più vivace.

Un esame più attento dei battimenti nel suono della campana dimostra che possono essere distinti in più tipi. Il battito più evidente è dovuto al fatto che alcuni del parziali superiori sono troppo vicini tra loro.

In particolare, questo fatto si riscontra molto spesso con i due parziali di undecima. Come visto in precedenza (cfr. pagina J02.06 "Conseguenze Musicali e Misurazioni Acustiche di una Campana"  e pagina J02.09 "Il disegno della Campana"), questo fenomeno si studia meglio nel fianco superiore, mentre il battimento non si avverte poco o nulla nel punto di battuta. Infatti i parziali del III gruppo hanno un nodo parallelo sull’anello di impatto.

Un altro tipo di battimenti è causato da impurità interne. Consideriamo il caso di un do3 (262,63 Hz) e il parziale di Prima do3 a - 4 centesimi (522,04 Hz). Quando una campana viene colpita sufficientemente forte e a colpi ravvicinati, durante l’ascolto si comprende un armonico artificiale dato dalla fondamentale e un intervallo di ottava.

Questo ha una frequenza di 2 x 261,63 = 523,26 Hz. In questo modo si ha la condizione per la nascita di un coro formato da due toni che sono vicini fra loro. Il coro avrà quindi una frequenza di 523,26 – 522,04 = 1,22 Hz. Poiché è presente la nota della frequenza della fondamentale, questo tipo di battimento può avvenire solo quando ci sono forti parziali coinvolte, e in particolare, la fondamentale, la prima e l’ottava, mentre la terza minore, avendo un rapporto di armonica più complicato, non è ammissibile.

Inoltre la campana deve essere colpita abbastanza duramente, mentre infine, a breve distanza si dovrebbe riuscire ad ascoltarla.

In tutti gli esempi presentati, questi battimenti sono di scarsa importanza e nel suo complesso sono subordinati alle specie da trattare.

Figura 01: A è più acuta di B.

Non è raro che la campana non sia del tutto simmetrica nella sua fusione. Un esempio locale, è l’equilibrio della porosità. Ma è proprio il percorso inverso, ovvero un ispessimento locale.

In figura 01 a sinistra, è delineato quest’ultimo esempio. Si vede la sezione circolare schematica di ispessimento, la campana non sta suonando in quel punto. L’ispessimento è in un qualsiasi punto della circonferenza eccitata, il quale però rende impossibile la formazione di qualche ventre. Come risultato dello squilibrio si mostra una suddivisione in due componenti. Un componente vibra come il rigonfiamento che non esisteva, cioè, mette uno dei suoi nodi nel punto dell’ispessimento.

In figura 01 è indicato con B una delle posizioni estreme in cui una parziale su quattro vibra. L’altra componente invece fa il contrario, cioè accetta completamente l’ispessimento e pone un ventre nel suddetto ispessimento. Si tratta di vibrazioni come in figura A.

Questo è anche chiaro che nel caso in esame, il punto di arresto è il seguente meccanismo in vigore. Consideriamo una campana con la fondamentale do4 con il ventre negli stati periferici e l’A-simmetria.

Inoltre è plausibile che il componente che ha il ventre in uno degli ispessimenti, quindi una campana con la vibrazione nella parete più spessa, ha una frequenza più alta, quasi come un tono più alto.

Il componente che invece evita l’ispessimento, quindi, una campana con una parete apparentemente sottile, ha una frequenza più bassa e dà un tono basso.

 

La differenza in frequenza naturalmente determina la frequenza di battimento, in quanto sopra si è discusso di una perturbazione locale della simmetria. È responsabile di tali battimenti e non quando l’interno della sezione trasversale non è concentrica con l’esterno della sezione trasversale. Molti credono che anche allora si verificheranno dei battimenti. Tuttavia si può facilmente capire che in questo caso, non ci sono due componenti che possono essere sottoposti, dopo tutto non ci può essere nessuna preferenza dei ventri e dei nodi per alcuni luoghi della circonferenza per essere lì designati.

Il genere di battimenti qui discusso è in particolare di campane di grandi dimensioni. Inoltre il suo carattere può essere distinto in maniera dal tipo precedentemente descritto. Dove nella campana in periferia emette battimenti per un parziale impuro, i battimenti a seguito di tali impurità saranno sempre uditi.

Quando un battimento è creato da una locale A-simmetria, tuttavia, questo è un caso differente.

Esaminando ad esempio una fondamentale fluttuante, dopo aver colpito la circonferenza della campana con un martello sul piano e poi sospesa, si troveranno 8 punti liberi.

 

La figura 01 mostra il perché. In luoghi dove la componente possiede una massa alta, il componente di basso livello è un nodo. Consente quindi di risparmiare esattamente nel ventre della componente alta, quindi la bassa non può svilupparsi. In soli 4 punti ci sarebbe la componente alta e ascoltando sono assenti i suoi battimenti. Naturalmente lo stesso vale per i ventri del componente basso, sia che la torsione sia 45°. Quanto sopra vale naturalmente anche per altri parziali, pur con la condizione che la terza minore, e la quinta formino i 12 punti sulla circonferenza, per l’ottava sono 16, ecc.

Si deve inoltre notare che in pratica, i battimenti del tono fondamentale sono i più dirompenti. La frequenza è generalmente nell’ordine di grandezza di pochi Hz. Naturalmente questa problematica può essere evitata nella campana in uno dei punti da regolare. Ma questo non implica affatto che tale punto sia identico ad un altro con parziali separati.

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Regolazione della fondamentale

Pertanto, il minor male è incidere la fondamentale, vale a dire, nell’A-simmetria. Il processo è il seguente.

Il punto di partenza è la componente alta che deve essere modellata fino a ridurre il parziale. Ciò coincide con la componente inferiore.

Nel caso di operazione alla fondamentale, e questo è generalmente il caso, prima di tutto si spingono i 4 ventri del componente alto e quindi i 4 ventri di quello basso.

Successivamente, con uno scalpello in uno o più ventri del componente alto, cioè nei nodi del basso, si traccia una piega o scanalatura verticale.

Questo riduce il componente alto, mentre il basso rimane invariato.

Se la differenza è piccola, e di solito è così, allora si ha una cresta in un ventre. Ma a volte occorre fare di più.

Naturalmente la posizione della nervatura nella direzione verticale ha anche un ruolo. In realtà, anche qui abbiamo a che fare con i diagrammi di intonazione, anche se non in tutti gli aspetti identici a quello che chiameremo fasci di fibre grafiche.

Tuttavia, il posto migliore per la fondamentale è realizzare una piega verticale appena sotto l’anello di impatto. Per gli altri parziali questo sarebbe un intervento vano. Ma in pratica non sono lì.

Ad esempio, il luogo migliore per innestare le scanalature è preferibilmente sul lato della campana. Ma questo è ovviamente impensabile. Inoltre c’è anche un altro ostacolo. Vi è il rischio che attraverso la scanalatura, per esempio, andrebbe a pari un parziale diverso, per esempio la terza minore.

In breve, la realizzazione delle scanalature non presenta pochi intoppi. In pratica ciò significa che è solo in piccole campane, per esempio quelle da un centinaio di euro, che le scanalature diventano ammissibili. Per queste campane si può attuare il lavoro in quanto le obiezioni sono minori.

Con questo, i risultati sono spesso di livello eccellente, in cui si osserva che -  secondo i desideri di campana intonata - non sono completamente scanalate. Si può quindi deliberatamente lasciare un piccolo battimento come coro.

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Bibliografia


 
Bib-TS-000 - Testo di Ing. Michele Cuzzoni
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