Tecnologie e tecniche della ripresa e della registrazione audio Corso 1 – 25 ore 8 – La diffrazione del suono Materiale rilasciato sotto licenza Creative Commons – Attribuzione/Non Commerciale/Condividi allo stesso modo Si autorizza, in deroga al secondo punto, l’utilizzo per l’insegnamento 1

La diffrazione del suono La diffrazione è la curvatura delle onde sonore intorno ai piccoli (relativamente alla lunghezza d’onda) ostacoli e la diffusione delle onde sonore stesse oltre piccole (sempre in relazione alla lunghezza d’onda) aperture 2 2

Schemi di diffrazione

La diffrazione del suono Una parte importante delle nostre esperienze con il suono comprende la diffrazione La possibilità di udire i suoni anche da dietro una barriera o dietro un angolo riguarda la diffrazione e la riflessione dei suoni In quei casi, la diffrazione aiuta il suono a girare intorno agli ostacoli Il fatto che la diffrazione sia più pronunciata quanto maggiori sono le lunghezze d’onda (e quindi quanto più gravi sono i suoni) implica che è più “facile” sentire, oltre un ostacolo, le frequenze gravi, di quanto non lo sia udire frequenze medie e acute Un esempio tipico è quello della banda in una strada 4 4

La diffrazione del suono I suoni con maggiore lunghezza d’onda della grancassa diffrangono intorno agli angoli più efficientemente dei suoni con lunghezze d’onda minori degli strumenti più acuti 5 5

La diffrazione del suono Un altro comune esempio di diffrazione è il contrasto sonoro tra un lampo vicino e uno lontano. Il tuono di un lampo vicino viene percepito come un secco crepitio, e ciò indica la presenza di molte frequenze alte nel suono Il tuono di un lampo distante viene percepito come un sordo brontolio, perché sono le onde più lunghe quelle che possono “girare intorno” agli ostacoli e raggiungere il nostro orecchio Ci sono altri fattori, come il maggiore assorbimento, da parte dell’aria, delle alte frequenze, ma in tale percezione la diffrazione gioca un ruolo fondamentale 6 6

La diffrazione del suono La natura della diffrazione sembra essere duplice: lo stesso fenomeno che fa sì che le onde sonore si “pieghino” intorno a un ostacolo, fa anche sì che le onde sonore stesse possano diffondersi quando attraversano un’apertura relativamente piccola Tale aspetto della diffrazione ha molte implicazioni Da un lato, ci consente di udire i suoni, ad esempio, fuori della porta di una sala, come nell’esempio di diapositiva 5 Dall’altro, la diffrazione ha conseguenze quando si cerca di isolare acusticamente una camera 7 7

La diffrazione del suono Un efficace isolamento acustico prevede che la camera da isolare sia sigillata ermeticamente, perché qualsiasi, anche piccola, apertura, consentirebbe la penetrazione dei suoi dall’esterno verso l’interno della camera stessa Per motivi analoghi, è necessaria la perfetta sigillatura delle casse degli altoparlanti 8 8

La diffrazione del suono Un’altra implicazione della diffrazione è il fatto che, se un’onda è molto più lunga delle dimensioni di un ostacolo, come il palo nell’auditorium, nell’esempio della diapositiva 5, il suono non fornisce informazioni sull’ostacolo medesimo Un principio fondamentale dell’imaging mostra che non è possibile vedere una cosa più piccola della lunghezza dell’onda con cui si cerca di “vederla” Non si può, ad esempio, vedere un virus con un microscopio a normale illuminazione, perché il virus è più piccolo della lunghezza d’onda della luce visibile 9 9

La diffrazione del suono Il motivo di tale limitazione è analogo al palo nell’auditorium: le onde sonore curvano e, superato l’ostacolo, ricostituiscono il fronte sonoro Quando ci si trova a più lunghezze d’onda dopo l’ostacolo, niente nelle onde fornisce informazioni sull’esistenza dell’ostacolo stesso Questo tipo di esperienza con il suono fornisce anche una spiegazione delle limitazioni insite in tutti i tipi di processi di imaging 10 10

I diffusori acustici Un’altra conseguenza della diffrazione è il fatto che il suono di un altoparlante si diffonde, invece di procedere diritto davanti all’altoparlante stesso E dato che le frequenze basse hanno lunghezze d’onda maggiori rispetto alle alte e medie frequenze, i suoni gravi si diffonderanno più dei suoni acuti 11 11

I diffusori acustici Le curve in figura rappresentano profili di uguale intensità a 90 dB in un piccolo altoparlante chiuso È evidente che le alte frequenze si diffondono meno delle frequenze gravi 12 12

I diffusori acustici Si noti che la lunghezza d’onda dei suoni a 100 Hz è pari a circa m 3,45, molto più grande dell’altoparlante, mentre la lunghezza d’onda dei suoni a 2000 Hz è pari a cm 18, più o meno le dimensioni dell’altoparlante stesso Gli effetti della diffrazione influiscono sulla scelta di un altoparlante per un determinato utilizzo Spesso altoparlanti molto piccoli vengono pubblicizzati come in grado di suonare sui bassi altrettanto bene di un altoparlante “grosso”, ma è più che altro pubblicità per vendere Gli altoparlanti più grandi sono intrinsecamente più efficienti nella produzione delle frequenze gravi, già solo per le loro dimensioni 13 13

I diffusori acustici E anche se il problema fondamentale delle dimensioni viene risolto con l’equalizzazione elettronica dei suoni inviati a un altoparlante “piccolo”, e le reti di crossover vengono progettate in modo da “distribuire” ai vari altoparlanti della cassa le frequenze “migliori” per ciascuno di essi, non si sfugge alle implicazioni della diffrazione Gli altoparlanti piccoli, cioè, diffondono le onde sonore gravi molto più degli altoparlanti grandi La differenza nei diagrammi di diffusione a intensità costante tra onde lunghe e corte diviene sempre più evidente a mano a mano che gli altoparlanti diventano più piccoli 14 14

I diffusori acustici Così, è forse possibile ottenere suoni equivalenti quando ci si trova in asse con l’altoparlante Come, però, ci si sposta fuori asse, le alte frequenze calano più rapidamente delle basse Nella pratica, ciò limita le aree spaziali in cui l’ascolto è ottimale Si può pertanto dire che, se le casse sono per uso personale, ci se ne può accontentare, mettendosi nella posizione più favorevole per l’ascolto Se però “ci sono ospiti”, l’ascolto diventa rapidamente meno gradevole per coloro che si trovano più fuori asse rispetto alla cassa 15 15