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Il Suono

Page history last edited by PBworks 12 years, 7 months ago


 

Le Onde Sonore

 

Le onde sonore sono quelle che noi percepiamo come suoni o rumori. Il ramo della fisica che studia questo tipo di onde prende il nome di acustica.

All'origine di un suono c'è sempre una vibrazione; le vibrazioni determinano alternativamente una compressione e una rarefazione degli strati d'aria che si trovano nelle immediate vicinanze; la perturbazione si trasmette sotto forma di onda elastica, che si allontana dalla sorgente in tutte le direzioni. Quenado essa arriva all'orecchio, provoca in noi la sensazione di suono o di rumore. Un'onda sonora utilizza quindi l'elasticità del mezzo circostante per trasmettere la sua energia; essa ha sempre bisogno di un mezzo elastico per propagarsi e la sua velocità dipende sia dalla densità, sia dal grado di elasticità del mezzo. Nel vuoto mancano del tutto le molecoli capaci di vibrare e, di conseguenza, l'onda elastica non si propaga.

Le onde sonore sono un'entità fisica, mentre il suono di per sé è una sensazione psichica legata ad alcune grandezze fisiche.

Le sorgenti fondamentali di suoni sono le corde vibranti, le colonne d'aria vibranti e le piastre vibranti.

 

L'intervallo di udibilità dell'apparato uditivo dell'uomo varia da 16 a 20000 Hz e, in base a questo, vengono classificate:

  • onde sonore: le onde elastiche comprese tra 16 Hz e 20000 Hz;
  • infrasuoni: le onde elastiche con frequenza inferiore a 16 Hz;
  • ultrasuoni: le onde elastiche con frequenza superiore a 20000 Hz.

 

I Caratteri dei Suoni

 

I suoni sono le sensazioni prodotte dalle onde acustiche generate da vibrazioni periodiche. I rumori invece sono quelle sensazioni generate da vibrazioni caotiche non periodiche.

I suoni si possono classificare in suoni puri e suoni composti: i suoni puri sono quelli che sul grafico sono rappresentati da una sinusoide; i suoni composti sono quelli che sul grafico non sono sinusoidali.

Ogni onda periodica può essere sempre essere rappresentata come la somma di un certo numero di onde sinusoidali, la cui frequenza è multipla di una frequenza che consideriamo la frequenza fondamentale. Possiamo affermare quindi che un suono composto corrisponde sempre alla somma di suoni puri, aventi ciascuno una frequenza uguale o multipla di una stessa frequenza, che è la frequenza fondamentale di quel suono.

 

L'Altezza del suono è la qualità che permette di distinguere i suoni secondo la diversa acutezza e gravità; essa dipende dalla frequenza delle vibrazioni: un suono è tanto più acuto quando è maggiore il numero delle vibrazioni; o viceversa. I limiti dell'orecchio umano vanno da un minimo di 32 frequanze semplici al minuto ad un massimo di 40.000; la pratica musicale tuttavia si serve di suoni la cui frequenza è compresa in limiti più ristretti, e precisamente tra 64 e 8000 vibrazioni semplici al minuto.

 

L'Intensità, che viene indicata con I, è la qualità che distingue i suoni in deboli o forti. Si spiega con la diversa forza con cui i corpi sonori vengono eccitati e con la distanza dell'ascoltatore dalla fonte sonora; acusticamente, dipende dall'ampiezza delle vibrazioni; un suono debole, infatti, corrisponde a un'onda di ampiezza minore di quella di un suono forte.

 

I= 2*(π^2)*(f^2)*δ*v*(A^2) = W/S

 

Un'onda meccanica, per essere percepita come suono, deve avere un'intensità compresa tra un valore minimo Imin, detto soglia di udibilità, e un valore massimo Imax, detto soglia del dolore, perchè per valori superiori, la percezione del suono è accompagnata da una sensazione di dolore.

In merito all'intensità, va ricordata la legge di Weber-Fechner, la quale afferma che quando la potenza, e quindi l'intensità dell'onda, cresce in progressione geometrica, la corrispondente intensità di sensazione cresce in progressione aritmetica. Questa legge ci dice che la risposta fisiologica varia rispetto all'intensità dello stimolo su scala logaritmica.

L'intensità dell'onda viene misurata in W*(m^-2), mentre l'intensità sonora S viene misurata in bel (B); la misura in bel della sensazione sonora corrisponde al logaritmo in base 10 del rapporto tra l'intensità del suono e l'intensità minima Imin che l'orecchio può percepire:

 

S= log I/Imin

 

Il Timbro, è la qualità che, a parità di frequenza, distingue un suono da un altro. Il timbro dipende dalla forma dell'onda sonora, determinata dalla sovrapposizione delle onde sinusoidali caratterizzate dai suoni fondamentali e dai loro armonici. Dal punto di vista della produzione del suono, il timbro è determinato dalla natura (forma e composizione) della sorgente del suono e dalla maniera in cui questa viene posta in oscillazione.

La scomposizione di un suono nelle proprie componenti sinusoidali fondamentali è detta analisi in frequenza (o analisi di Fourier). La frequenze vengono misurate in Hz, ovvero oscillazioni al secondo. Le armoniche di un suono sono suoni con frequenze che sono multipli interi del suono principale. Nella musica, tanto più un suono è composto da diverse componenti, tanto più esso risulta complesso: si va dal suono di un flauto dolce, composto dalla fondamentale e da pochissime armoniche, al suono degli strumenti ad arco, composto da moltissime frequenze armoniche secondarie.

Tanto più le frequenze secondarie che si sovrappongono alla principale non sono armoniche (ovvero hanno frequenze che non sono multipli interi della fondamentale), tanto più ci si avvicina al rumore.

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