10/11/2017
Tubi aperti
Prime tre possibili risonanze all'interno di un tubo cilindrico aperto. L'asse orizzontale rappresenta la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno (ΔP)
Un tubo cilindrico aperto ha necessariamente dei nodi di pressione alle due estremità, in quanto in quei punti la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno del tubo, causata dalla sorgente vibrante (ad esempio il fiato di un flautista), deve necessariamente annullarsi. Se invece consideriamo le variazioni del flusso d'aria si hanno dei ventri alle due estremità del tubo aperto, cioè dei punti in cui l'impulso sonoro è massimo[6].
Quando un impulso di aria viene spinto da un estremo all'altro del tubo (come per esempio dal fischietto di un flauto dolce con tutti i fori chiusi), questo impulso d'aria raggiunge la fine del tubo e la sua inerzia lo fa proseguire leggermente, disperdendosi poi in tutte le direzioni. Questo fa sì che la sua pressione, in precedenza più alta, diminuisca per porsi in equilibrio con quella atmosferica esterna. Tuttavia l'inerzia fa in modo che all'interno del tubo si generi una depressione che viaggia a ritroso verso la prima apertura. Se l'impulso iniziale viene ripetuto (ad esempio dal soffiare continuo nel fischietto) si crea una risonanza che amplifica e alimenta queste onde di pressione.
Il risultato è un impulso che viaggia all'interno di un tubo viene riflesso con una inversione di fase di 180° ad ogni apertura (nei tubi aperti dunque questo avviene a entrambi gli estremi, nei tubi chiusi ad un solo estremo)[6].
Tubi cilindrici aperti hanno quindi frequenze di risonanza definite dalla seguente relazione, analoga alla serie armonica delle corde vibranti:
