La fisica del violino

Questo post è  dedicato ad una lettrice molto speciale, Charlene, una giovane violinista italiana che vive  negli Stati Uniti e che mi onora della  sua amicizia.

Le parole magiche per comprendere  la fisica che sta dietro ogni performance di violino  sono:  risonanza ed armonica.  In fisica la risonanza è  la tendenza di qualcosa (nel  nostro  caso un violino) a vibrare in modo più intenso ad alcune frequenze rispetto ad altre, dette frequenze di risonanza o frequenze naturali. 

La frequenza di risonanza più bassa è chiamata prima armonica.  Il suono di un  violino (ma anche di un violoncello,  di una chitarra o di un’arpa) dipende da tre fattori: la sua lunghezza, la  sua  tensione e il  suo peso.

Tanto più una stringa è lunga e pesante, tanto è meno  tesa, e tanto più bassa sarà la  nota suonata  e, ovviamente, viceversa. Ecco  perché ogni  violinista che riprenda in mano il suo strumento dopo qualche tempo di inattività si preoccupa  di regolare  la tensione delle corde in modo da emettere la giusta frequenza e quindi le giuste note.

La  magia avviene quando un violinista strofina con il suo archetto le  corde del  violino impartendo una certa energia, con questo gesto seleziona  tra tutte le frequenze possibili soltanto le frequenze di risonanza facendole vibrare simultaneamente  in una diversa combinazione di armoniche.

Pur avendo tutte le corde  lunghezze eguali ognuna è diversa per peso e tensione,  questo permette ai violinisti di produrre frequenze  e armoniche  più alte o più basse. I violinisti modificano la lunghezza  delle corde muovendo le dita su è giù  lungo il  manico dello  strumento.

Quando avvicinano le dita al  loro mento, facendole risalire lungo il manico dello strumento, accorciano la lunghezza  di ogni corda aumentando così la frequenza  (e il tono) della prima armonica e di tutte le  armoniche superiori. E’ un virtuosismo che  richiede una  tecnica ed una  manualità  di cui  non  tutti sono capaci nonostante  una ferrea applicazione.

Sono proprio  le interazioni tra frequenze di risonanza più forti e frequenze di risonanza  più deboli a dare ad un violino quello che tecnicamente è riconosciuto come il suo colore o timbro. 

Affinché il suono prodotto sia abbastanza intenso da essere udito a distanza e sia di qualità migliore gioca un ruolo fondamentale la  tavola armonica  che nel violino è fatta di legno ed è bene in vista.

Tutti sappiamo che i violini migliori mai prodotti appartengono a quella  straordinaria famiglia di artigiani,  gli Stradivari che tra il XVII ed il XVIII secolo costruì i violini più invidiati e ricercati del mondo. Si stima che ad oggi siano sopravvissuti circa 560 esemplari di Stradivari  , nel  2006, ad un’asta,  uno di essi è stato venduto alla cifra iperbolica  di 3,5 milioni di dollari.

Da decenni molti fisici hanno cercato di carpire  i segreti della formula  di questi  ineguagliabili violini, ma finora il segreto è rimasto inviolato, alimentando la leggenda degli Stradivari.

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