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Il suono è una forma di energia. Può essere prodotto, spostato, realizzato, distribuito nel tempo e nella distanza, e può trasportare un’enorme quantità di energia. Suona solo finché c’è dell’energia nel sistema per il suo funzionamento continuo. La sua definizione migliore è come qualcosa di udibile. In realtà è un’onda, una serie di vibrazioni che passano attraverso un mezzo, nei limiti di una gamma di frequenze percepibili dall’orecchio umano. Può anche diffondersi attraverso gas, liquidi e materiali solidi, ma non può essere udito nel vuoto, compreso lo spazio esterno. Ma cos’altro dobbiamo sapere a riguardo? Vediamo!

energia sonora

Dopotutto il suono è un’onda meccanica longitudinale. Questo fenomeno 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, così vengono rilevate dai recettori dell’udito. Questo si chiama suono. È importante comunque a menzionare, che da un punto di vista fisico si considerano le onde del movimento vibrazionale stesse come suoni, indipendentemente dal fatto che l’orecchio umano le senta o meno. Inoltre è anche importante che il suono abbia bisogno di un mezzo per viaggiare. Può viaggiare attraverso qualsiasi mezzo, ma come abbiamo accennato nell’introduzione, non nel vuoto. Nello spazio esterno non c’è alcun suono, perché non esiste un mezzo per trasmettere le vibrazioni sonore. Quando le vibrazioni sono veloci, sentiamo un suono altoe quando sono lenti, sentiamo un suono basso.

Le caratteristiche delle onde sonore

I suoni sono generalmente udibili dall’orecchio umano quando la loro frequenza e il numero di vibrazione si misurano 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, invece quelle con la frequenza superiore alla 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 si manifesta per via delle variazioni di pressione causate dalle vibrazioni.

Ci sono aree di bassa pressione ed alta pressione.

Le aree ad alta pressione sono indicate come picchi 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 significa la grandezza di compressione o espansione sperimentata in un mezzo attraversato da un’onda sonora. L’ampiezza grande significa un rumore forte, mentre una piccola di essa vuol dire un rumoredebole.

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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 dell’onda. Dalla formula, tuttavia, si può dedurre che la frequenza e la lunghezza sono inversamente proporzionali ossia, ad esempio, una corda doppia 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 al secondo nell’aria, 1.500 metri al secondo nell’acqua e infine da 2.500 a 6.000 metri al secondo nella materia solida.

Di conseguenza, il suono si propaga meglio nei materiali solidi eliquidi perciò è più percepibile. La velocità del suono può essere alterata anche dalla temperatura del mezzo, tanto vero solo leggermente. Nell’aria più calda, il suono viaggia a una velocità leggermente superiore, mentre nell’aria fredda la velocità sonica è appena meno di 340 metri al secondo. Poiché la conduttività del suono dipende dalla densità del mezzo, i materiali solidi sono conduttori migliori dei liquidi e i liquidi sono più efficienti del 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 giusto come una curiosità, cosa significhi questa velocità di 340 metri al secondo misurata nell’aria. Forse è più evidente se viene convertito nel formato chilometro al ora, qui corrisponde a 1224. Gli aerei da combattimento sono in grado di viaggiare a tale velocità. Gli aerei supersonici sono capacidi superare la velocità del suono. Il suono scoppiettante che si verifica al momento dell’attraversamento è chiamato esplosionesonica.

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 oscillare il timpano nell’orecchio medio. L’orecchio interno riceve queste vibrature e le invia al nervo acustico. 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?

Il decibel (abbreviato dB) è un’unità di misura utilizzata per calcolarel’intensità del suono. La scala dei decibel è un po’ strana, perché l’orecchio umano è incredibilmente sensibile. Le nostre orecchie sentono molte cose, dal sottile rumore dela carezza con le dita al fastidiosamente rumoroso motore a getto. In termini di potenza, il suono del motore a gettoè circa 1 trilione di volte più forte di quello suono più basso udibile. Questa è una differenza enorme! Sulla scala dei decibel, il suono udibile più debole(vicino al silenzio completo) è 0 dB. Il suono dieci volte più forte è 10 dB. Il suono che è 100 volte più forte del silenzio quasi completo, è 20 dB. Quello 1000 volte più forte del silenzio quasi completo è 30 dB. 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 notevolmente. 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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