Apparecchio di Quincke e Koenig per l’interferenza delle onde sonore

Descrizione: Lo strumento di Koenig, derivato da quello proposto dal fisico tedesco Hermann Quincke (1834-1924) nel 186; è destinato a studiare i fenomeni di interferenza delle onde sonore. La sua parte principale è composta da un banco di legno sul quale sono fissati due tubi ad “U” di uguali dimensioni (in una versione successiva lo strumento fu realizzato con i tubi posti verticalmente per ridurne l’ingombro). Uno di essi è formato da una coppia di tubi paralleli uniti da un raccordo telescopico: ciò permette di allungarne i bracci. L’allungamento viene misurato grazie ad una marca di riferimento che, essendo solidale con il raccordo, ne indica la posizione su di una scala millimetrata fissata al bancoe e lunga 36 cm. Due estremità dei tubi ad “U” vengono collegate, con un raccordo, a un tubo di gomma munito di un cornetto per raccogliere i suoni. Le altre due estremità recano due capsule manometriche montate su una tavoletta di legno verticale. Le capsule ricevono il gas illuminante da una camera di distribuzione incavata nella tavoletta. Ogni capsula ha due ugelli che, con quattro tubi di gomma, sono collegati a tre becchi a gas posti su uno stativo. Due becchi ricevono il gas separatamente dalle due capsule, il terzo tramite un raccordo a “T” è invece alimentato contemporaneamente dal gas proveniente da entrambe le capsule. A queste giungono le onde sonore che, dopo essere entrate nel cornetto, si sono propagate nei tubi a “U”. Le membrane delle capsule vibrano così in fase se le differenze di percorso nei due tubi sono pari ad un multiplo intero della lunghezza d’onda sonora; vibrano invece in controfase se detta differenza è uguale a un multiplo di una semionda. Così le due fiamme alimentate separatamente mostrano (quando osservate nello specchio rotante, vedi n° inv. 31) le vibrazioni indipendenti delle membrane, la terza oscilla con ampiezza maggiore delle altre quando l’interferenza (vibrazioni in fase) è costruttiva mentre è immobile quand’essa è distruttiva (vibrazioni in controfase). Sul sostegno dei becchi a gas si può porre uno specchietto che si adopera togliendo il terzo becco. L’altezza dello specchietto corrisponde alla metà di quella delle fiamme. Esso permette all’osservatore di vedere le due fiammme in modo tale che la sommità di una, parzialmente nascosta dallo specchio, coincida con la base dell’altra, vista nello specchio per riflessione. Così quando i tubi “U” hanno lunghezze uguali l’immagine negli specchi rotanti non è deformata e sembra generata da una sola fiamma. Se invece i tubi hanno lunghezze diverse si produce uno sfasamento nel movimento delle fiamme così che le due metà appaiono spostate lateralmente l’una rispetto all’altra. I fenomeni di interferenza possono anche essere dimostrati senza le capsule manometriche unendo anche le seconde estremità dei tubi a “U” con un secondo raccordo biforcuto. Nei casi di interferenza distruttiva si ha allora l’estinzione del suono dove i tubi si ricongiungono. Conoscendo la frequenza di un suono è possibile determinarne con questo metodo interferometrico, la lunghezza d’onda e quindi la velocità. E’ anche possibile eseguire le suddette esperienze con gas diversi dall’aria, che vengono introdotti nei tubi a “U” tramite due rubinetti di cui sono muniti. Due tubi snodabili aggiuntivi vengono utilizzati come raccordi per captare i suoni da punti diversi di un corpo vibrante.

Data: 3/4 XIX sec.

Autore: firmato da Rudolph Koenig

Misure: Banco: larghezza 1070, profondità 270, altezza 260; altezza del sostegno con il becco a gas: 480 mm.