Il suono è una forma di energia. Può essere prodotto, spostato, realizzato, distribuito nel tempo e nella distanza, e trasporta un’enorme quantità di energia. Suona solo finché c’è energia nel sistema per il funzionamento continuo. È meglio definito come qualcosa di udibile. In realtà è un’onda, una serie di vibrazioni che passano attraverso un mezzo, all’interno di una gamma di frequenza percepibile dall’orecchio umano. Può anche diffondersi attraverso gas, liquidi e solidi, ma non può essere udito nel vuoto, compreso lo spazio esterno. Ma cos’altro dobbiamo sapere a riguardo? Vediamo!

energia sonora

Quindi il suono è un’onda meccanica longitudinale. Ciò è causato dalla vibrazione avanti e indietro delle particelle nel mezzo attraverso il quale si muove l’onda sonora. Le vibrazioni dell’oggetto fanno vibrare le particelle nel mezzo circostante, quindi vengono rilevate dai recettori dell’udito. Questo si chiama suono. È importante notare, tuttavia, che da un punto di vista fisico, consideriamo le onde del movimento vibrazionale stesse come suoni, indipendentemente dal fatto che l’orecchio umano lo senta o meno. È anche importante che il suono abbia bisogno di un mezzo per viaggiare. Può viaggiare attraverso qualsiasi mezzo, ma come accennato nell’introduzione, non nel vuoto. Non c’è suono nello spazio esterno perché non esiste un mezzo per trasmettere le vibrazioni sonore. Quando le vibrazioni sono veloci, sentiamo un suono profondo e quando è lento, sentiamo un suono profondo.

Caratteristiche delle onde sonore

I suoni sono generalmente udibili dall’orecchio umano quando la loro frequenza e il numero di vibrazioni possono essere misurati nel calibro da 20 a 20.000 al secondo, ma questo intervallo può variare notevolmente da individuo a individuo. Le onde sonore con una frequenza inferiore alle onde udibili sono chiamate subsoniche o infrasuoni e quelle la cui frequenza supera la gamma udibile sono definite ultrasuoni. Un’onda sonora è solitamente rappresentata graficamente da una linea ondulata orizzontale, ma questo grafico è solo una rappresentazione e non un’immagine reale di un’onda. L’onda sonora è causata dalle variazioni di pressione causate dalle vibrazioni.

Ci sono aree di bassa pressione e alta pressione.

Le aree ad alta pressione sono indicate come depressioni e le aree a bassa pressione come depressioni e la distanza fisica tra due picchi o depressioni consecutive in un’onda sonora è chiamata lunghezza d’onda. L’ampiezza è la quantità di compressione o espansione sperimentata in un mezzo attraversato da un’onda sonora. Una grande ampiezza significa un rumore forte, mentre una piccola ampiezza significa un rumore basso.

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La frequenza si riferisce alla velocità con cui un particolare suono viaggia nell’aria. Viene calcolato in cicli al secondo. L’unità SI della frequenza è l’Hertz. La velocità può essere calcolata come il prodotto di frequenza e lunghezza d’onda. Dalla formula, tuttavia, si può dedurre che esiste una relazione inversa tra frequenza e lunghezza d’onda, il che significa che, ad esempio, una corda grande due volte ha la metà del numero di vibrazione e una vibrazione a frequenza più alta ha un suono più alto. La velocità del suono dipende dal mezzo: 340 metri/secondo nell’aria, 1.500 metri/secondo nell’acqua e infine da 2.500 a 6.000 metri/secondo nella materia solida.

Di conseguenza, il suono si propaga meglio nei solidi e nei liquidi ed è quindi più percepibile. La velocità del suono può anche essere alterata dalla temperatura del mezzo trasmesso, anche se leggermente. Nell’aria più calda, il suono viaggia a una velocità leggermente superiore, mentre nell’aria fredda la velocità viaggia di poco inferiore a 340 metri al secondo. Poiché la conduttività del suono dipende dalla densità del mezzo, i solidi sono conduttori migliori dei liquidi e i liquidi sono più efficienti dei gas. Le onde sonore possono rimbalzare, rifrangersi, piegarsi ed essere assorbite, così come le onde luminose. La riflessione delle onde sonore può provocare l’eco, un fattore importante nell’acustica di teatri e auditorium.

Un’onda sonora può essere amplificata dalle onde di un corpo con la stessa frequenza di vibrazione, ma una combinazione di onde con frequenze di vibrazione diverse può causare battiti o pulsazioni o altri tipi di interferenza. È interessante pensare a cosa significhi questa velocità di 340 metri/secondo misurata nell’aria. Forse è più evidente se viene convertito nel formato chilometro/ora, qui corrisponde a 1224. A tali velocità, gli aerei da combattimento sono in grado di viaggiare. Gli aerei supersonici sono in grado di superare la velocità del suono. Il suono scoppiettante che si verifica al momento dell’attraversamento è chiamato esplosione sonora.

Che cos’è l’udito?

A differenza della percezione olfattiva o gustativa basata su interazioni chimiche, l’udito è un processo meccanico in cui l’orecchio converte le onde sonore rilevate in segnali elettrici che il cervello può comprendere. Il nostro sistema acustico è costituito da una serie di componenti funzionanti. L’orecchio esterno raccoglie i suoni che fanno vibrare il timpano nell’orecchio medio. L’orecchio interno riceve queste vibrazioni e le invia al nervo uditivo. Questi impulsi alla fine entrano nel nostro cervello, il che li traduce in ciò che sentiamo. L’udito, quindi, si riferisce alla consapevolezza della presenza dei suoni e alla determinazione del significato del suono. Inizia come una vibrazione che raggiunge il cervello attraverso il sistema uditivo, dove effettivamente lo sentiamo.

Qual è il decibel e come si misura?

Decibel (abbreviato dB) è un’unità di misura utilizzata per misurare l’intensità del suono. La scala dei decibel è un po’ strana perché l’orecchio umano è incredibilmente sensibile. Le nostre orecchie sentono molto, dal debole formicolio delle carezze della punta delle dita al fastidiosamente rumoroso motore a reazione. In termini di potenza, il suono del motore a reazione è circa 1 trilione di volte più forte del più piccolo suono udibile. Questa è una differenza enorme! Sulla scala dei decibel, il suono udibile più piccolo (vicino al silenzio completo) è 0 dB. Il suono dieci volte più forte è 10 dB. Il suono è 100 volte più forte del silenzio quasi completo a 20 dB. Suona quasi 1000 volte più forte del silenzio quasi completo. Ecco alcuni suoni comuni e i loro decibel:

  • Silenzio quasi completo – 0 dB
  • Un sussurro – 15 dB
  • Conversazione normale – 60 dB
  • Un tosaerba – 90 dB
  • Il clacson di un’auto – 110 dB
  • Un concerto rock o un motore a reazione – 120 dB
  • Un colpo o petardo – 140 dB

Ovviamente, sappiamo dalla nostra esperienza che la distanza influisce in modo significativo sull’intensità del suono: quando sei lontano, la forza diminuisce in modo significativo. Qualsiasi suono superiore a 85 dB può causare la perdita dell’udito e la perdita è correlata al volume del suono e alla durata dell’esposizione. Otto ore di suono a 90 dB possono danneggiare l’orecchio e qualsiasi esposizione a un suono a 140 dB causerà danni immediati e dolore effettivo.

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