le onde sonore
- Autore:
- Gaia Lo Verde
Le onde sonore
Ogni onda sonora ha come sorgente un corpo che vibra. Ad esempio le sorgenti della voce sono le corde vocali,che si trovano nella laringe e sono piccole membrane messe in vibrazioni dall’aria che esce di polmoni.
Il suono è un’onda longitudinale.
Il suono è un’onda longitudinale, che consiste nell’alternarsi di compressioni e rarefazioni del mezzo attraverso cui si propaga. Prendiamo per esempio una lamina di acciaio e vedremo che se si sposta verso destra, l’aria si comprime a destra e si rarefà a sinistra. Al contrario se si sposta verso a sinistra, l’aria si comprime a sinistra e si rarefà a destra.In un’onda sonora periodica la grandezza oscillante è la pressione dell’aria o la sua densità. Quando l’onda giunge alle nostre orecchie, la membrana che costituisce il timpano entra in vibrazione. Questo movimento è poi trasmesso a una struttura a spirale piena di liquido,chiamata chiocciola. Le oscillazioni del liquido eccitano delle sottilissime terminazioni nervose,generando il segnale che mediante il nervo acustico giunge fino al cervello permettendoci di percepire suoni e rumori.
Il suono non si propaga nel vuoto. Il suono si propaga attraverso la materia, e non si propaga nel vuoto. Il suono non si propaga soltanto nell’aria, ma in tutti i materiali aeriformi, così come nei liquidi e nei solidi. Ad esempio quando nuotiamo vicino ad un motoscafo, anche se siamo immersi nell’acqua sentiamo il rumore.
La velocità del suono
La velocità di propagazione del suono cambia da un mezzo a un altro e dipende dalla temperatura e dalla pressione. In aria secca, alla pressione atmosferica
normale di 1,01x 10 alla quinta Pa e alla temperatura di 0°C, il suono si
propaga con una velocità di 332 m/s ; a temperatura ambiente si propaga con una velocità circa uguale a 340 m/s.
I limiti di udibilità
Non tutte le onde sonore sono percepite come suono dal nostro sistema orecchio-cervello. Per essere udibile, un’onda sonora deve avere una frequenza compresa tra 20 Hz e 20.000 Hz. A frequenze inferiori corrispondono gli infrasuoni e a quelle superiori gli ultrasuoni,a queste onde l’orecchio umano è sordo.
Le
caratteristiche del suonoUn suono è un’onda sonora periodica; un rumore è un’onda sonora non periodica, cioè che varia in modo irregolare.
Ogni suono ha 3 caratteristiche
L’altezza : distingue un suono più acuto da uno più grave ed è determinata dalla frequenza dell’onda. Un suono è tanto più alto quanto maggiore è la sua frequenza, che coincide con la frequenza di vibrazione della sorgente.
L’intensità : distingue un suono forte da uno debole.
Il timbro : differenzia le onde sonore in base alla particolare forma del loro profilo o, in modo equivalente, della legge periodica con cui, in un dato punto, esse oscillano nel tempo.
L’intensità di un’onda sonora
L’intensità sonora è data dell’equazione ; I = £/ A
Il rapporto tra la quantità di energia e il tempo che essa impiega per attraversare la superficie considerata costruisce la potenza trasportata dall’onda sulla superficie.Per tanto avremo : I =P/AL’unita di misura dell’intensità è il joule al secondo metro
quadrato, cioè il watt al metro quadrato :J/ = W/
Il livello di intensità sonoraLa nostra percezione del suono non è direttamente proporzionale
all ’intensità sonora, se infatti partendo da un certo valore base, l’intensità
aumenta 10,100,1000 volte, noi percepiamo un suono 2,3 o 4 volte più forte.Per questa ragione è utile introdurre una misura della sensazione
sonora, che si chiama intensità sonora e segue una scala logaritmica.Nel Sistema Internazionale il livello di intensità sonora si
misura in decibel. Il valore di 0dB corrisponde alla minima intensità che è
normalmente percepibile, cioè rappresenta il livello di intensità sonora della
soglia di udibilità.L’ecoIl fenomeno dell’eco è dovuto alla riflessione del suono. Un’onda sonora emessa da una persona, che torna indietro dopo
essersi riflessa su una parete, percorre due volte, all’andata e al ritorno, la
distanza tra la persona e la parete. Per
compiere questo cammino l’onda impiega un tempo
=2d/v
dove v è la velocità del suono nell’aria. Per d=20 m, l’eco viene
udita dopo
=2( 20 m) / 340 m/s= 0,12s,
l’orecchio umano percepisce in modo distinto due suoni se essi
sono intervallati da almeno 1/10 di secondo. Poiché in tale intervallo di tempo
un’onda sonora percorre 34m, per sentire l’eco della propria voce la persona
deve trovarsi a più di 17 m dalla parete riflettente. Se la distanza è minore
l’orecchio non distingue i suoni e avverte solo un rimbombo. Mediante l’eco si
possono riprodurre immagini che sono invisibili ai nostri occhi.
