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IL SUONO

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IL SUONO

Le onde sonore sono particolari tipi di onde elastiche. Il suono è la sensazione sonora che noi percepiamo, generata da un'onda longitudinale di rarefazione e di compressione dell'aria. Esso può essere trasmesso in qualsiasi modo, ma non si trasmette nel vuoto, dato che le onde elastiche si propagano soltanto nella materia. I limiti di udibilità del suono 444i89e per l'uomo sono compresi tra 16 e 12000 Hz. Le onde elastiche superiori a 12000 Hz sono gli ultrasuoni, quelle inferiori a 16 Hz sono gli infrasuoni. (Velocità del suono nell'aria: 343 m/s).

I suoni sono onde generate da una vibrazione periodica; i rumori, invece, sono vibrazioni sonore non periodiche, ma del tutto casuali.

I caratteri distintivi del suono sono tre: l'altezza, l'intensità, il timbro.

L'altezza è il carattere del suono che distingue i suoni gravi da quelli acuti. Due suoni di diversa altezza corrispondono a onde di diversa frequenza (Hertz).

L'intensità è il carattere che distingue i suoni forti da quelli deboli. E' determinata dall'energia trasportata dall'onda (W/m2; decibel = dB).

Il timbro è il carattere che permette di distinguere più suoni identici per altezza e intensità che provengono da sorgenti diversi. Suoni di timbro diverso differiscono per la forma dell'onda, cioè per la particolare funzione periodica che descrive, in un punto fissato dello spazio, la variazione dell'onda sonora in funzione del tempo.

L'eco è l'effetto della riflessione di un'onda sonora. Nella riflessione l'onda torna indietro capovolta.

Le oscillazioni di un sistema esteso e limitato possono essere spiegate con la presenza di onde che si propagano in versi opposti, in modo che, complessivamente, non vi sia trasporto di energia da una parte all'altra. (Onde stazionarie).

Il nodo, per un sistema che vibra in uno dei suoi modi normali, è un punto nel quale l'ampiezza di oscillazione è nulla.

Il ventre, per un sistema che vibra in uno dei suoi modi fondamentali, è un punto nel quale l'ampiezza di oscillazione è massima.

L'oscillazione di una corda di chitarra ad esempio, può avvenire in infiniti modi, ma la frequenza di oscillazione deve, comunque, essere un multiplo intero della frequenza:  che si ottiene per n=1 ed è detta frequenza fondamentale (frequenza di oscillazione più bassa tra quelle dei modi normali di un dato sistema oscillante che determina l'altezza di un suono).

Le frequenze dei modi normali, multiple della fondamentale, sono chiamate armoniche.

Quando due onde sonore di frequenza non molto diversa raggiungono contemporaneamente il nostro orecchio, avviene che noi non percepiamo due suoni distinti, ma un solo suono, la cui intensità varia nel tempo con un effetto di periodico rafforzamento e attenuazione. Questo effetto prende il nome di battimenti acustici.

I battimenti, cioè le pulsazioni di intensità dell'oscillazione risultante, si susseguono con una frequenza f * che è pari alla differenza tra le frequenze delle due oscillazioni armoniche componenti

L'effetto Doppler, è il fenomeno per cui, se una sorgente sonora e un osservatore sono in moto relativo, il suono udito da quest'ultimo ha frequenza f' diversa dalla frequenza f del suono emesso dalla sorgente. In particolare, se la sorgente è ferma e l'osservatore si muove con velocità ur, si trova:

(il segno più, si applica se l'osservatore si avvicina, il segno meno se si allontana; v è la velocità del suono).

Se invece, l'osservatore è fermo e la sorgente si muove con velocità us, si trova:

(il segno meno, si applica se la sorgente si avvicina, il segno più se si allontana).







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