Sito web "Fisica, onde Musica"

The study of waves provides an invaluable set of tools to teach physics at every level, because of both the generality of the concepts and techniques involved, and the variety of phenomena described. Often, however, many textbooks lack effectiveness and appeal when illustrating this subject. In order to overcome these difficulties we have built a web-site about physics of waves that allows users to easily and effectively visualize oscillatory phenomena by seamlessly integrating plain lessons with drawings, animations, sounds, and interactive programs.

Abbiamo costruito un ambiente didattico multimediale che integrasse lezioni ordinarie con disegni, filmati, suoni, animazioni e applicazioni interattive. Lo spettro dei collegamenti di ogni argomento è stato allargato il più possibile, in modo da sottolineare la portata culturale universale della Fisica. Abbiamo collegato alle nozioni elementari esempi tratti dal mondo reale, spaziando dalle semplici curiosità alle applicazioni tecnologiche recenti. Abbiamo posto l'accento in particolare sul mondo dei suoni e sugli aspetti musicali in quanto essi costituiscono una base comune di esperienze, ideali per stimolare la curiosità per l'indagine scientifica. L'AMBIENTE Il sito contiene 1818 pagine html, corredate da oltre 2000 tra immagini, diagrammi, suoni, animazioni, filmati e 2 applet Java interattivi multifunzione. La pagina principale costituisce anche un indice degli argomenti, che sono raggruppati per comodità di consultazione in tre aree denominate "La Fisica delle onde", "Il suono e la sua percezione", "La musica e gli strumenti musicali". Un'ulteriore sezione "Formule e approfondimenti" raggruppa argomenti avanzati da tutte le aree. I possibili percorsi di approfondimento sono anche facilitati dalla presenza di sezioni speciali quali: le "Gallerie" la sezione "Domande e risposte", il "Glossario"; gli applet Onde2D e Fourier la raccolta di percorsi guidati all'uso degli applet. Le "Gallerie" sono veri e propri indici visuali in cui elenchi di immagini sono collegate ai rispettivi file multimediali (immagini, diagrammi, suoni, animazioni, filmati, applet), e ne consentono il ritrovamento a colpo d'occhio; Nella sezione "Domande e risposte" sono raccolte le domande più ricorrenti poste dagli studenti cui è stato somministrato il questionario preliminare, e quelle poste direttamente dagli utenti del sito, oppure domande raccolte dagli autori su argomenti insoliti o curiosi, o atte a favorire il legame tra argomenti apparentemente distanti. Nella stessa sezione si fornisce una risposta breve ad ogni domanda, e gli opportuni link per gli approfondimenti all'interno del sito. Il "Glossario" contiene la definizione sistematica di tutti i termini specifici utilizzati nel sito e i link alle pagine di approfondimento relative. Ogni volta che in una pagina viene introdotto un nuovo termine compare un link al glossario. Gli applet Onde2D e Fourier consentono di effettuare esperimenti e misure virtuali, e modificarne facilmente la configurazione e i parametri. L'applet Onde2D è un ambiente virtuale nel quale lo sperimentatore può liberamente creare, tramite il mouse e comandi estremamente amichevoli (v. Figg. 1 e 2) configurazioni sperimentali che vanno ad arricchire quelle predefinite. La possibilità di selezionare sorgenti, costruire ostacoli, praticare fenditure, "forare" canne, ecc... (il tutto arricchito dalla possibilità di una visualizzazione tridimensionale) rende le potenzialità dell'applet pressoché inesauribili. L'applet Fourier è un analizzatore/sintetizzatore in tempo reale di forme d'onda periodiche. Anche in questo caso l'utente può modificare a piacimento con il mouse le forme d'onda della libreria integrata; la possibilità di aggiungere o di eliminare a mano libera le varie armoniche dei suoni analizzati consente di rilevare separatamente l'apporto timbrico delle varie componenti spettrali e sintetizzare nuove forme d'onda a partire dalla loro composizione spettrale. I "Percorsi guidati" sono invece proposte di esperimenti virtuali da condurre con l'ausilio degli applet interattivi sopra descritti. Essi sono stati implementati perché paradigmatici o particolarmente efficaci, a giudizio degli autori, per la comprensione di fenomeni tipici del comportamento ondulatorio. Benché simulati, e quindi idealizzati, essi inducono ad apprenderne la fisica attraverso l'osservazione e l'interazione (che può avvenire anche creando nuovi esperimenti) piuttosto che come un corpus coerente di nozioni ricevute. ORGANIZZAZIONE DELL'OPERA I contenuti sono organizzati su due diversi livelli interconnessi. 1. Il livello più elementare è particolarmente adatto a tutti coloro che, pur non possedendo una specifica preparazione scientifica, sono interessati ai fenomeni sonori, al mondo delle onde, sono curiosi di conoscere i collegamenti tra la scienza dei suoni e la musica, e cercano strumenti semplici e interattivi che permettano di "toccare con mano" i fenomeni ondulatori 2. Il livello più avanzato è dedicato a chi, possedendo già una preparazione scientifica di base, vuole approfondire o aggiornare le proprie nozioni, "renderle vive" tramite la sperimentazione interattiva, o a chi cerca (come gli insegnanti) una fonte di ausili multimediali per la divulgazione e la didattica scientifica.