a cura di Pietro Fontana
La cimatica è lo studio del suono e delle vibrazioni resi visibili, tipicamente sulla superficie di una piastra in metallo, diaframma o membrana (come può essere quella creata dalla tensione superficiale dell’acqua),
Dal greco antico: κῦμα, che significa “onda”, la Cimatica è un sottoinsieme dei fenomeni vibrazionali modali. Lo studio del suono visibile e delle vibrazioni. Il termine fu coniato da Hans Jenny (1904-1972) medico e scienziato. In “Cymatics: The Study of Wave Phenomena” ha concluso: “Questo non è un caos non regolamentato; è uno schema dinamico ma ordinato”.
Le molteplici forme di geometria universale, simmetria e bellezza che emergono attraverso la risonanza in vari mezzi, ci permettono di riflettere sulla natura del suono, della vibrazione, della forma, ponendoci molte altre domande.
Ernst Chladni (1756-1827) fu un musicista e scienziato tedesco, talvolta conosciuto come “il padre dell’acustica”, quasi certamente ebbe accesso al lavoro di Hooke, ma è Chladni che la storia ha scelto di riconoscere per il suo importante studio su questa classe di fenomeni . Utilizzò una piastra di ottone cosparsa di sabbia, eccitata da un archetto di violino; poiché l’ottone è un materiale altamente risonante, scoprì che si potevano creare un gran numero di motivi geometrici archetipici, a seconda del punto in cui veniva vibrato l’arco sul bordo della piastra. Questi modelli sono ora conosciuti come “figure di Chladni”.
Hans Jenny ha studiato intensamente il suono visivo. Un medico, artista raffinato, pianista, filosofo, storico e ricercatore empirico. È soprannominato il “padre della cimatica”. Tra il 1958 e la sua morte nel 1972, Jenny condusse un’ampia gamma di esperimenti documentando gli effetti del suono e dell’energia su vari organi d’informazione
L’ispirazione per l’esplorazione della cimatica è intrisa di “antroposofia”, una filosofia fondata da Rudolf Steiner (1861-1925), che afferma che gli esseri umani possono accedere intellettualmente e scoprire elementi di un piano spirituale esistente.
Mary D. Waller divenne professoressa di fisica presso la Royal Free Hospital Medical School di Londra. Rimase affascinata dal lavoro di Chladni e ricreò tutte le forme da lui scoperte, portando il suo lavoro a un livello superiore.
Mary Desiree Waller (1886 – 1959)
Ha affrontato il tema delle Figure di Chladni con rigore scientifico e il suo lavoro rappresenta una ricca risorsa per gli studenti di questa branca dell’acustica, comprese alcune delle equazioni matematiche che descrivono i fenomeni.
Comprendere la Cimatica
Cos’è il suono?
Esiste la percezione umana del suono, ma questa varia a seconda della sensibilità dell’organismo o dei dispositivi ad uno spettro di vibrazioni. Quindi in sostanza potremmo dire che il suono è un’onda di pressione longitudinale (onde in cui lo spostamento del mezzo è nella stessa direzione o nella direzione opposta alla direzione di propagazione dell’onda), e si diffonde attraverso un mezzo mediante una compressione e rarefazione delle molecole (che non si irradiano con l’onda, rimangono nella media della stessa posizione)
Configurazione tipica della Cimatica
Quando la vibrazione di un trasduttore (altoparlante), ad esempio, fa vibrare un piatto circolare riempito d’acqua, si trasforma in una sorta di onda trasversale. Poiché le onde superficiali sull’acqua si muovono perpendicolarmente (ad angolo retto) alla direzione del trasferimento di energia (la propagazione dell’onda sonora originale).
Poiché l’onda si irradia dal centro della superficie dell’acqua come un’onda di superficie, incontra un confine. (Le pareti del piatto circolare) l’energia viene poi riflessa su se stessa. Questo crea nodi e antinodi (comportamento delle onde nei punti di minima e massima vibrazione, in questo caso punti di picchi e avvallamenti amplificati).
Nodi: punti stazionari e con ampiezza nulla. Ai nodi, due onde viaggiano, esattamente della stessa ampiezza e sfasate l’una rispetto all’altra.
Antinodi: punti di massima ampiezza. Agli antinodi, due onde viaggiano esattamente della stessa ampiezza e si rinforzano a vicenda.
Nodi/antinodi di una placca di Chladni. La sabbia vibra nei punti in cui la piastra non oscilla. Nel caso della superficie delle acque, questi saranno picchi e avvallamenti delle onde, o punti di intersezione tra loro.
Quindi in questo semplice esempio ci sono molte variabili che devono essere considerate per capire come si comporterà l’onda. Per esempio: la densità, la profondità, la viscosità dell’acqua, la forma e le dimensioni del piatto. Tutte queste potrebbero essere le “variabili del mezzo” che viene vibrato.
Cambia uno qualsiasi di questi valori e cambierai la dinamica del mezzo.
Risonanza
Se dobbiamo mantenere costanti le variabili del mezzo e ora farlo vibrare attraverso una serie di frequenze diverse, il mezzo reagirà a causa dei suoi “modi di risonanza” (un’onda la cui frequenza corrisponde a una delle frequenze naturali di vibrazione del mezzo) creando onde stazionarie (le modalità delle onde stazionarie derivano dalla combinazione di riflessione e interferenza in modo tale che le onde riflesse interferiscono in modo costruttivo con le onde incidenti)
La vibrazione attraverso frequenze sinusoidali diverse (l’ampiezza diventa un fattore importante) la superficie dell’acqua reagirà e formerà simmetrie geometriche a determinate frequenze.
Ma questo non è solo il modello della frequenza. Perché se cambiamo una qualsiasi delle variabili del mezzo, il modello cambierà.
Di seguito è riportato un esempio di figure Chladni e le modalità di risonanza del corpo di un violino, quando vibrato in una gamma di frequenze. Il corpo del violino come mezzo viene mantenuto costante e l’ampia gamma di frequenze (una per una, dal basso all’alto) fa vibrare il corpo. Ci sono alcune frequenze che lo ecciteranno naturalmente più di altre, dove sorgono onde stazionarie e quindi figure di chladni.
Quindi va compreso che lo schema non è la frequenza, piuttosto lo schema è una modalità di risonanza del mezzo, che viene eccitato/risonante/’innescato’ da quella particolare frequenza sonora.
Non stiamo visualizzando un suono specifico di per sé, ma piuttosto trovando una modalità di risonanza di un mezzo che è eccitato da quel particolare suono. Ciò crea una collaborazione che produrrebbe una forma unica di tali variabili che interagiscono insieme.
Si tratta di un cambiamento nella comprensione rispetto a ciò che comunemente non viene capito. Lo schema prodotto è unico per quella particolare frequenza. Ma l’importanza della risonanza del mezzo non può essere eliminata o sottovalutata.
Possiamo pensarlo metaforicamente e comprendere la nostra interconnessione più chiaramente.
Particolari modalità di risonanza, che interagiscono costantemente con altre frequenze. Il movimento costante e l’interazione con noi stessi, dentro e fuori.
