Una frequenza di risonanza di un oggetto è un valore di frequenza di un’oscillazione che sollecita l’oggetto ad una risposta molto intensa, al punto che può anche esserci una rottura improvvisa se la sollecitazione esterna è abbastanza forte.
Quello che accade è che in corrispondenza di una frequenza di risonanza i diversi costuituenti microscopici del sistema reagiscono all’unisono, rafforzando ciascuno il moto dell’altro e creando quindi una reazione macroscopica. Quando invece la sollecitazione ha una frequenza lontana da una frequenza di risonanza la reazione dei costituenti microscopici è disordinata rispetto alla sollecitazione e quindi non si presenta questo effetto di amplificazione interna.
Spesso si sente parlare di frequenza di risonanza al singolare senza ulteriori specificazioni e questo può fare pensare che tale frequenza sia unica per ogni sistema fisico. In realtà, in base alla struttra interna di ogni sistema, possono esserci diversi valori di frequenza per cui il sistema risponde intensamente, in qualche caso questi valori sono molti, in alcuni infiniti. Quanti siano i modi di risonanza di un sistema dipende da diverse caratteristiche, in dipendenza del meccanismo risonante.
Una cassa armonica è fondamentalmente una “scatola” quindi costituita da pareti, con proprietà più o meno elastiche, con un contenuto d’aria. In una scatola cubica, la forma delle pareti seleziona alcune note, quelle con lunghezza d’onda che sia un sottomultiplo del lato della scatola, mentre le altre vengono rapidamente smorzate, fenomeno che porta alla formazione di fastidiose onde stazionarie nelle stanze di forma eccessivamente regolare. Rendendo irregolare la forma della cassa (e tutti gli strumenti a cassa armonica hanno una forma non regolare) si spezza il meccanismo di stazionarietà e aumenta inoltre il numero di note risonanti, perchè ogni nota mette in risonanza una porzione diversa della cassa (grazie alle diverse lunghezze presenti nella cassa). Tuttavia la non stazionarietà della nota ne limita la durata all’interno della cassa, per cui la nota risuona per un periodo limitato di tempo (condizione necessaria per poter eseguire una melodia). La qualità del legno delle pareti e la cura nel loro montaggio e disposizione determinano le proprietà elastiche delle pareti per cui influenzano sia la qualità del suono (la sua durata e la sua purezza, cioè la non presenza di frequenze spurie insieme a quelle che si vogliono suonare) e l’intensità della risposta alle diverse note che si possono suonare, cioè il ftto che le diverse note non vengono emesse con differenze apprezzabili di volume.
Quanto appena detto non esaurische la spiegazione sul funzionamento delle casse armoniche degli strumenti musicali, che è un argomento molto complesso e ancora oggetto di indagini sia teoriche che sperimentali.
Si ringraziano Federico Angelini e Salvatore Ganci per la proficua discussione che ha portato questa risposta.