Il Suono Il suono è una perturbazione longitudinale prodotta da un corpo che vibra con una certa frequenza. Le corde vocali di una persona, le corde di una chitarra sono esempi di sorgenti sonore.

Una sorgente sonora è un sistema in vibrazione Una sorgente sonora è un sistema in vibrazione. Le vibrazioni sono delle oscillazioni di ampiezza molto piccola, sono trasmesse all’aria e si propagano fino al nostro orecchio. La maggior parte dei mezzi materiali trasmette i suoni; nel vuoto invece il suono non si propaga e in alcuni mezzi materiali,gli isolanti acustici, il suono si propaga con difficoltà.

LA potenza della sorgente All’energia emessa da una sorgente sonora si da il nome di energia acustica ( o energia sonora). Una caratteristica distintiva della sorgente che produce il suono è la potenza acustica, cioè l’energia che essa emette nel tempo: P=E/delta t P=potenza acustica(w);E=energia(J);delta t=intervallo di tempo(s)

Le onde sonore Le principali caratteristiche di un onda sonora sono: LA FREQUENZA: il numero d volte che il corpo oscilla in un secondo, e quindi anche il numero di onde generate in un secondo. Viene misurata in Hertz (Hz) e viene indicata con la lettera “F”. LA VELOCITA’: dipende dal materiale in cui si diffonde le onde e dalla temperatura. Viene misurata in metri al secondo. LA LUNGHEZZA D’ONDA: è la distanza fra due creste successive, di solito misurata in metri o suoi sottomultipli IL PERIODO: cioè il tempo che intercorre tra due vibrazioni successive ed è l’inverso della frequenza. L’AMPIEZZA: è l’unica grandezza slegata dal tempo e indica il massimo spostamento dall’asse orizzontale.

La propagazione del suono L’onda del suono si propaga nell’aria. Durante la propagazione avviene una compressione dell’aria e poi una decompressione(con una diminuzione della pressione). In un mezzo omogeneo le onde sonore si propagano con una velocità costante, perciò la velocità del suono si calcola con: v=d/t. Nell’aria è di circa 340m/s. Il suono si propaga anche nel suono e nei liquidi.

Quando un onda sonora incontra un mezzo materiale, si possono verificare tre fenomeni: -RIFLESSIONE; -TRASMISSIONE; -ASSORBIMENTO.

La riflessione Il fenomeno della riflessione avviene quando l’onda sonora incontra un ostacolo e giocano un ruolo fondamentale le dimensioni dell’ostacolo stesso. Questo fenomeno è significativo solo se la dimensione dell’ostacolo è maggiore rispetto alla lunghezza d’onda dell’onda sonora che incide su di esso.

Se l’onda sonora incide in direzione perpendicolare alla superficie riflettente torna indietro nella stessa direzione. Se invece la direzione di propagazione dell’onda incidente non coincide con la perpendicolare alla superficie riflettente,l’onda riflessa si propaga in una direzione che forma con la stessa perpendicolare un angolo uguale a quello di incidenza. La velocità dell’onda incidente è uguale a quella dell’onda riflessa,perché l’onda viaggia nello stesso mezzo.

L’eco è l’esempio più noto di riflessione di onde sonore L’eco è l’esempio più noto di riflessione di onde sonore.’esempio più noto di riflessione di onde sonore.

Poiché la velocità del suono è costante,il tempo che impiega per andare e tornare dalla parete riflettente si calcola con: t=2d/v dove d è la distanza della parete.

trasmissione Le onde sonore possono essere trasmesse attraverso un mezzo:per esempio in un appartamento il suono è trasmesso attraverso le pareti,i pavimenti,le porte.

assorbimento Se il suono arriva su un materiale che non possiede le caratteristiche di elasticità necessarie,non riesce a propagarsi e in questo caso prevale l’ assorbimento. I materiali che si comportano in questo modo vengono detti “Fonoassorbenti”(la moquette,la lana di vetro,il sughero).

intensità sonora L’intensità di un suono è il rapporto tra la potenza acustica e l’aria della superficie stessa: I=P/A L’unità di misura dell’intensità sonora è W/m al secondo.

Le caratteristiche di un suono I suoni si distinguono per altezza,timbro e intensità. L’altezza distingue i suoni bassi o gravi,da quelli alti o acuti. Essa dipende dalla frequenza dell’onda,cioè dalla frequenza di vibrazioni dalla sorgente:i suoni gravi hanno frequenza basse,i suoni acuti hanno frequenze alte,maggiore è la frequenza dell’onda più acuto è il suono che si percepisce.

L’intensità distingue i suoni forti da quelli deboli;essa è legata alla quantità di energia che giunge sull’orecchio e quindi all’ampiezza delle vibrazioni a cui sono soggetti gli strati d’aria in cui si propaga il suono.

Il timbro,invece,è una caratteristica del suono legata alla forma dell’ onda. Due suoni possono avere la stessa intensità e la stessa altezza,ma timbro diverso:una tromba ha un timbro diverso da un violino,anche se stanno suonando la stessa nota.

Le frequenze udibili Le caratteristiche uditive variano da un individuo a una altro e cambiano anche con l’età. In generale i suoni di frequenza minore di 20Hz o superiori a 18Hz non sono percepiti dall’orecchio umano. I suoni che hanno frequenza inferiore a 20Hz sono detti Infrasuoni,quelli che hanno frequenza superiore alla massima udibile sono gli Ultrasuoni.

L’effetto doppler Quando una sorgente sonora e un osservatore si muovono l’uno rispetto all’altro,si verifica l’effetto Doppler:la frequenza che l’osservatore percepisce è diversa da quella che la sorgente emette. In questo effetto si distinguono due casi: - la sorgente si muove rispetto all’osservatore fermo; - l’osservatore si muove rispetto alla sorgente ferma.

Nel primo caso,supponiamo che la sorgente sonora si muova in linea retta,a velocità costante,avvicinandosi verso l’osservatore. Le onde sonore emesse dalla sirena non sono concentriche,ma sono “schiacciate” nel senso del movimento. Viceversa,quando la sorgente si allontana,l’osservatore riceve una lunghezza d’onda maggiore e una frequenza minore.

Nel secondo caso possiamo dire che l’effetto si verifica anche quando la sorgente del suono rimane ferma e l’osservatore si allontana o si avvicina. Se egli si avvicina alla sorgente,la frequenza è maggiore della frequenza della sorgente. Se invece l’osservatore si allontana dalla sorgente la frequenza è minore di quella emessa dalla sorgente.