18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro1 Energia contenuta nel mezzo elastico: Nel caso di onde piane in un mezzo elastico non viscoso, lenergia per unità di.

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1 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro1 Energia contenuta nel mezzo elastico: Nel caso di onde piane in un mezzo elastico non viscoso, lenergia per unità di volume o densità di energia sonora w trasferita al mezzo è esprimibile con la relazione: (J/m 3 ) dove u(t) è la velocità della superficie del pistone e, per onde piane in un mezzo non viscoso, anche delle particelle del mezzo. Unaltra espressione importante risulta (onde piane v=p/( 0 c 0 )) (J/m 3 ) essa correla una grandezza direttamente misurabile, come il valore efficacie della pressione sonora p eff, con lenergia trasmessa dalla sorgente nel mezzo.

2 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro2 Energia contenuta nel mezzo elastico: Nel caso di onde NON piane, o in presenza di onde stazionarie (che rimbalzano avanti ed indietro) lenergia non è mai tutta cinetica o tutta potenziale, ed occorre valutare separatamente, in ciascun punto e in ciascun istante, i due contributi e sommarli: (J/m 3 ) In generale, quindi, la valutazione corretta del contenuto energetico del campo sonoro richiede la simultanea ed indipendente misurazione sia della pressione sonora, sia della velocità delle particelle (che è un vettore con 3 componenti cartesiane).

3 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro3 Intensità sonora: LIntensità sonora I è il parametro di valutazione del flusso di energia che attraversa una determinata superficie. E definita come lenergia che nellunità di tempo attraversa, in direzione normale, una superficie unitaria (W/m 2 ). Lintensità è un parametro vettoriale definito da un modulo, una direzione ed un verso: Nel caso di onde piane, in un mezzo in quiete non viscoso, tra densità ed intensità di energia sonora, intercorre la relazione: I = D c 0 (W/m 2 )

4 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro4 Potenza sonora (1): Descrive la capacità di emissione sonora di una sorgente e viene misurata in Watt (W). La potenza non può essere misurata direttamente, ma richiede metodi particolari per la sua determinazione. La potenza sonora è un descrittore univoco di una sorgente sonora è, infatti, una quantità oggettiva indipendente dallambiente in cui la sorgente è posta.

5 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro5 Potenza sonora (2): Considerata una superficie chiusa S che racchiude una sorgente sonora, la potenza acustica W emessa dalla sorgente è data dallintegrale dellintensità sonora I sulla superficie considerata: Nel caso in cui la superficie chiusa S sia scomponibile in N superfici S i elementari, lespressione della potenza sonora diventa:

6 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro6 Livelli sonori – scala dei decibel (1): Cosa sono i decibel e perché si usano?: Le potenze e le intensità sonore associate ai fenomeni che lorecchio delluomo può percepire hanno unampia dinamica: 1 pW/m 2 (soglia delludibile) 1 W/m 2 (soglia del dolore) 20 Pa (soglia delludibile) 20 Pa (soglia del dolore) Per questo motivo si fa uso di una scala logaritmica, nella quale, al valore della grandezza in esame, si fa corrispondere il logaritmo del rapporto tra quello stesso valore ed un valore prefissato di riferimento. Il vantaggio che deriva dalluso della scala del decibel consiste nella evidente riduzione del campo di variabilità riduzione della dinamica;

7 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro7 Livelli sonori – scala dei decibel (2): Si definisce livello di pressione sonora L p la quantità: L p = 10 log p 2 /p rif 2 = 20 log p/p rif (dB) @ p rif = 20 Pa Si definisce livello di velocità sonora L v la quantità: L v = 10 log v 2 /v rif 2 = 20 log v/v rif (dB)@ v rif = 50 nm/s. Si definisce livello di intensità sonora L I la quantità: L I = 10 log I/I rif (dB) @ I rif = 10 -12 W/m 2. Si definisce livello di densità sonora L D la quantità: L D = 10 log D/D rif (dB) @ D rif = 3·10 -15 J/m 3. Nel caso di onde piane, in un mezzo in quiete non viscoso ( o c o = 400 rayl): p/u= o c o I = p 2 / o c o =D·c 0 => quindi L p = L v = L I = L D

8 18 ottobre 2010Il Fenomeno Sonoro8 Livelli sonori – scala dei decibel (3): Si definisce infine livello di potenza sonora L W la quantità: L W = 10 log W/W rif (dB) @ W rif = 10 -12 W. Ma, mentre i 4 livelli di campo precedenti si identificano in un unico valore numerico, il livello di potenza assume, in generale, un valore assai diverso. Sempre nel caso di onda piana e progressiva (pistone di area S allestremità di un tubo), il legame fra livello di potenza e livello di intensità è: L W = L I + 10 log S/S o =L I + 10 log S (dB) Questa relazione, in realtà, è sempre vera, anche nel caso di altri tipi di onde, purchè la superficie S considerata rappresenti lintera superfici attraverso cui la potenza emessa fuoriesce dalla sorgente.