Negli ottoni e nel didgeridoo il suono nasce dalle labbra del musicista, che vibrano contro l'imboccatura e la chiudono come un'ancia. Il tubo però non è un semplice cilindro: si allarga, poco a poco o bruscamente, fino alla campana. In questi esperimenti con TubeLabLight vediamo come l'allargamento sposta le risonanze del tubo. Conviene aver seguito prima il percorso sulle canne cilindriche.

Il corno esponenziale

1. Istruzioni
   • Apri TubeLabLight sul progetto Corno esponenziale: un tubo di metallo lungo 875 mm, il cui raggio cresce da 6 a 22 mm seguendo una curva esponenziale, come in una tromba naturale senza pistoni (ma senza bocchino). L'Imboccatura è chiusa dalle labbra.
   • Leggi le frequenze dei modi e la colonna ×f₁ (rapporto con la fondamentale). Ascolta con ▶ Ascolta.
   • Ora trasforma il corno in un cilindro: premi Rendi cilindrico (il raggio di tutti i sei punti diventa 6 mm). Confronta le frequenze dei modi con quelle del corno.
2. Osservazioni
   • Il cilindro chiuso dalle labbra ha la fondamentale a 96 Hz e i modi nei rapporti 1, 3, 5, 7, ...: la serie dispari della canna chiusa a un'estremità.
   • Nel corno la fondamentale sale a 155 Hz e i modi stanno nei rapporti 1; 2,05; 3,25; 4,48; 5,73; ...: non sono più i multipli dispari, e i primi si avvicinano alla serie armonica completa. L'allargamento ha alzato soprattutto i modi bassi: le onde di bassa frequenza si riflettono presto, dove il tubo comincia ad allargarsi, mentre quelle di frequenza alta proseguono fino alla campana.
   • Nella tromba vera la forma del bocchino e della campana è studiata in modo che le risonanze siano quasi esattamente armoniche: è così che una tromba naturale può suonare la serie degli armonici naturali. Il nostro corno, senza bocchino, ci si avvicina solo in parte.
3. Argomenti collegati: vedi La formazione del timbro nella tromba, Gli armonici naturali della tromba, Adattamento di impedenza
4. Per saperne di più: vedi Canna mista, Impedenza acustica, Riflessione in un corno (percorso con l'app Onde 2D)

Il didgeridoo

1. Istruzioni
   • Scegli dal menu Progetto il progetto Didgeridoo: un tronco di eucalipto svuotato dalle termiti, lungo 1538 mm, con un raggio che cresce lentamente da 16 a 22 mm e poi si apre in una campana fino a 45 mm. L'Imboccatura è chiusa dalle labbra.
   • Ascolta con ▶ Ascolta: è il bordone ("drone") tipico dello strumento, sulla fondamentale.
   • Leggi le frequenze dei modi e la colonna ×f₁, e guarda la forma dei primi modi cliccando sui pallini del grafico.
2. Osservazioni
   • La fondamentale è di circa 71 Hz (l'app indica Do♯₁ +49¢, cioè quasi Re₁). Il didgeridoo si suona quasi sempre su questa nota.
   • I modi successivi stanno nei rapporti 2,57; 4,10; 5,62; 7,16; ...: né i multipli dispari del cilindro chiuso (3, 5, 7), né la serie completa (2, 3, 4). La canna leggermente conica e la campana li spostano verso il basso rispetto al cilindro: la loro distanza è circa 1,5 volte la fondamentale invece di 2.
   • Questi modi "non armonici" non si sentono come note separate, ma colorano il suono. Il suonatore, cambiando la forma della bocca e della gola mentre suona, rafforza ora l'una ora l'altra regione dello spettro e crea il caratteristico suono "parlante" del didgeridoo. TubeLabLight non simula questo effetto: calcola solo il suono del tubo.
3. Argomenti collegati: vedi Strumenti musicali, Suono e risonanza, Canna conica
4. Per saperne di più: vedi Percezione del timbro, Voce umana

A che cosa serve la campana del didgeridoo?

1. Istruzioni
   • Con il progetto Didgeridoo caricato, annota le frequenze dei primi cinque modi.
   • Premi Togli la campana: il raggio degli ultimi tre punti (x = 1310, 1458 e 1538 mm) diventa 22 mm e la campana sparisce. Confronta le frequenze.
   • Poi premi Rendi cilindrico: il raggio di tutti i punti diventa 20 mm e il tubo diventa un cilindro.
2. Osservazioni
   • Senza campana la fondamentale scende da 71 a 64 Hz, quasi due semitoni; anche il secondo modo scende parecchio, mentre dal terzo in su i modi cambiano molto meno. La campana, come nel corno, alza soprattutto le frequenze basse.
   • Il cilindro della stessa lunghezza ha la fondamentale a 56 Hz e i modi nei rapporti 1, 3, 5, 7: la serie dispari. Il didgeridoo vero sta "a metà strada" tra un cilindro e un cono.
   • Per i costruttori di didgeridoo questo vuol dire che piccole modifiche della campana spostano la nota di bordone senza cambiare molto i modi alti, e viceversa. Proprio per progettare strumenti di questo tipo è nato TubeLab, la versione completa di questa app.
3. Argomenti collegati: vedi Adattamento di impedenza, Canna mista, Canna cilindrica
4. Altri esperimenti
   • Ricarica il progetto e accorcia il tubo del 5% con il pulsante −5% accanto a Lunghezza: la fondamentale sale da 71 a 75 Hz, quasi un semitono. Per abbassare la temperatura da 28 °C a 18 °C basta invece meno di un terzo di semitono (da 71,3 a 70,1 Hz).