Guardate cosa succede a un pugno di sabbia gettato su un piatto metallico. Pronti ad ammirare lo spettacolo psichedelico della sabbia danzante? Non si tratta di magia né di mistero, ma solo di semplice fisica… Basta collegare il suddetto piatto a un altoparlante e lasciar risuonare un po’ di musica a palla.
Sabbia che danza a ritmo di musica? Com’è possibile? Un esperimento, conosciuto come lastre di Chladni, è stato riproposto da un utente via YouTube e ha conquistato migliaia di visualizzazioni. Lasciatevi stupire. O affascinare, specie se siete amanti della musica o della fisica.
Sabbia danzante: il video dell’esperimento
Ernst Chladni è un fisico tedesco di fine Settecento, famoso per il suo lavoro sulle cosiddette lastre vibranti. Studiò per tutta la vita il suono e il gas. Possiamo considerarlo un padre nobile della cimatica. Con il suo noto esperimento mostrò come della sabbia disposta su delle lastre cominciasse a danzare quando la superficie veniva sfregata con un archetto di violino. Com’è possibile? Al variare delle frequenze, i granelli della sabbia danzante cominciano a spostarsi sulla lastra e a disegnare inaspettati e affascinanti figure geometriche e libere.
Chladni voleva dimostrare come si comporta una superficie meccanica in risposta a sollecitazioni di tipo acustico. Quando risuona, qualsiasi lastra o piastra (o membrana) si divide in regioni che vibrano in direzioni opposte. Tali regioni sono delimitate da linee in cui non si verifica alcuna vibrazione, le cosiddette linee nodali. Ed è così che appare una figura… Di base, senza toccare la lastra, la sabbia si disporrà nei punti di minima ampiezza dell’onda. Bloccando la lastra a metà, ovvero mettendo un dito proprio in mezzo, l’oscillazione cambierà frequenza (come sanno bene i batteristi) e la sabbia si disporrà nei tre nodi…
Dall’archetto alla cassa
Non siamo più nel Settecento, quindi al posto dell’archetto possiamo usare una cassa che diffonde musica potente e vibrante. Così, quando facciamo risuonare una specifica nota attraverso lo speaker, la sua frequenza farà vibrare la superficie ricoperta di sabbia con una precisa intensità. Per ogni nota avremo una differente figura. La sabbia danzante si raggruppa lungo le ultime nodali, e dà origine a motivi geometrici mobili davvero psichedelici.
In realtà, più che la musica in sé contano le vibrazioni. Per esempio nel video, caricato dallo youtuber brusspup, la musica di sottofondo sarà stata aggiunta in editing. Per creare disegni distinguibili, le frequenze devono cambiare in modo lento e regolare. Se invece utilizziamo una musica contemporanea a 140 bpm (battiti per minuto) o più, la sabbia non sarà più danzante ma impazzita!
Tornando al nostro Chladni, vorremmo precisare che le figure da lui ottenute non hanno alcun valore al di là di quello estetico. Non sono rappresentazioni di legami atomici, come sostiene qualcuno, né degli orbitali.
