Propagazione del suono

Come si propaga il suono? Cos'è l'acustica e cosa studia? 

Scoprilo nella lezione.

Appunti

L’acustica  è il ramo della fisica che studia la produzione e la propagazione del suono, gli strumenti per misurarlo, registrarlo, riprodurlo e studia anche la natura del processo uditivo.

I fenomeni acustici sono:

  • la riflessione;
  • la risonanza;
  • l’interferenza.

Vediamo nello specifico come si propaga il suono con alcuni esempi nella vita quotidiana.

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Prerequisiti per imparare l'acustica

Suoni e rumori

Nell’ambiente in cui viviamo esistono suoni in grande quantità e di diverse intensità.

Il suono è un’onda periodica che ripete lo stesso movimento a intervalli regolari di tempo.

Le vibrazioni si ripetono altrettanto regolari nel tempo, uguali una all’altra.

Quando questo non succede, cioè quando le onde sonore non sono periodiche e le vibrazioni sono irregolari, allora si parla di rumore.

Nelle zone in cui i rumori si sovrappongono l’uno all’altro può esistere una forma di inquinamento acustico.

L’uomo può percepire anche suoni molto bassi ed essere sottoposto a rumori superiori ai 120 decibel può lesionare l’apparato uditivo.

I suoni si possono suddividere in base alla loro intensità come:

  • BASSI da 0 a 40 dB;
  • MODERATI da 40 a 60 dB;
  • FORTI da 60 a 90 dB;
  • MOLTO FORTI da 90 a 120 dB;
  • ESTREMAMENTE FORTI oltre 120 dB

Acustica

L’acustica  è il ramo della fisica che studia:

  • la produzione del suono;
  • la propagazione del suono;
  • gli strumenti di misurazione del suono;
  • gli strumenti di registrazione del suono;
  • gli strumenti di riproduzione del suono;
  • la natura del processo uditivo. 

 

Già nei secoli passati l’acustica ha avuto importanti applicazioni nella costruzione di strumenti musicali, nella progettazione di teatri e sale da concerto, nella realizzazione di sonar. 

Attualmente fornisce grandi contributi anche alla medicina per effettuare esami ecografici, oppure all’indagine meteorologica e climatica con il Sodar, uno strumento utilizzato per misurare la velocità dei venti.

Foto di Alfred Derks da Pixabay

La riflessione del suono

La riflessione del suono avviene quando un’onda sonora incontra un ostacolo esteso posto a una certa distanza dalla sorgente sonora e allora torna indietro lungo la direzione della sorgente.

Uno strumento che sfrutta questo fenomeno è il sonar.

Il sonar è uno strumento che si utilizza sulle imbarcazioni per verificare la presenza di branchi di pesci o altri oggetti.

L’imbarcazione invia il segnale sonoro e in base alla velocità con cui questa torna indietro si calcola la distanza percorsa dal segnale.

L’eco e il rimbombo

Il suono riflesso che si ode all’istante t della riflessione è chiamato eco.

Affinché si manifesti l’eco sono necessarie alcune condizioni:

  • Le dimensioni del corpo sul quale incide il suono devono essere superiori rispetto alla lunghezza d’onda del suono stesso;
  • La distanza tra la sorgente sonora e l’ostacolo deve essere sufficientemente grande.

 

Se la distanza è inferiore si ha il fenomeno del rimbombo che consiste nella sovrapposizione dell’onda riflessa con quella iniziale proveniente dalla sorgente sonora e porta alla percezione del suono più intenso, ma confuso.

La risonanza

Il fenomeno della risonanza si verifica quando un corpo entra in vibrazione perché in presenza di un altro corpo che vibra con la stessa frequenza.

Ad esempio di possono utilizzare due diapason uguali uno di fronte all’altro per capire questo fenomeno. Basta mettere in vibrazione il primo colpendolo  con un martelletto e anche il secondo inizierà a vibrare con le stesse onde emesse dal primo.

Il diapason è uno strumento utilizzato per  generare  un  suono  puro.

Se si percuote uno dei due rami o rebbi del diapason,  entrambi  si  mettono  a  vibrare  con  una  determinata  frequenza che dipende dal tipo di diapason.

L’interferenza

L’interferenza si ha quando due onde combinano i loro effetti.

Possiamo avere due tipi di interferenza:

  • interferenza costruttiva si ha quando le onde si sommano perché sono in concordanza di fase;
  • interferenza distruttiva si ha quando le onde si sottraggono perché sono in opposizione di fase.

 

Per concordanza di fase si intendono due onde che sono disposte in modo tale da avere creste e ventri corrispondenti.

Per opposizione di fase si intendono due onde che sono disposte in modo tale da avere una cresta che corrisponde al ventre dell’altra.