1. Frequenza fondamentale:
* La frequenza fondamentale è la frequenza più bassa in cui un sistema può naturalmente vibrare. È come la "nota base" del sistema.
* Questa frequenza corrisponde al modello di vibrazione più semplice, con l'intero sistema che si muove all'unisono.
2. Onde in piedi:
* Quando un sistema vibra alla sua frequenza fondamentale, forma un'onda permanente. Un'onda stazionaria è un modello di onda stazionaria con nodi fissi (punti senza spostamento) e antinodi (punti di spostamento massimo).
* Per la frequenza fondamentale, l'onda stazionaria ha un antinodo al centro e nodi alle estremità del sistema vibrante.
3. Armoniche:
* Le armoniche sono vibrazioni di frequenza più elevate che producono anche onde stazionarie all'interno del sistema.
* La chiave è che queste onde in piedi devono adattarsi all'interno dei confini del sistema. Ciò significa che il numero di antinodi e nodi deve essere compatibile con la lunghezza del sistema.
4. Relazione matematica:
* A causa del requisito di adattamento all'interno dei confini, le lunghezze d'onda delle armoniche sono frazioni della lunghezza d'onda della frequenza fondamentale.
* Poiché la frequenza è inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda (F =V/λ, dove F è la frequenza, V è la velocità dell'onda e λ è lunghezza d'onda), le frequenze delle armoniche sono multipli della frequenza fondamentale.
Esempio:uno strumento a corda
* Frequenza fondamentale: La stringa vibra nel suo insieme, con un antinodo nel mezzo.
* First Armonic (2nd Armonic): La stringa vibra in due segmenti, con due antinodi e un nodo nel mezzo. La sua frequenza è il doppio della frequenza fondamentale.
* Second armonic (3a armonica): La stringa vibra in tre segmenti, con tre antinodi e due nodi. La sua frequenza è tre volte la frequenza fondamentale.
in conclusione:
Il fatto che le armoniche siano multipli della frequenza fondamentale derivano dalla relazione matematica tra le lunghezze d'onda e le frequenze delle onde stazionarie che possono esistere all'interno di un sistema con confini fissi. Il requisito per queste onde si adatta ai confini del sistema impone le frequenze armoniche.
