L origine del suono. comincerà a vibrare e finché vibrerà, sentirai un suono, ma quando l elastico si fermerà, cesserà anche il suono.

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1 Il SUONO

2 L origine del suono Se l elastico viene pizzicato comincerà a vibrare e finché vibrerà, sentirai un suono, ma quando l elastico si fermerà, cesserà anche il suono. Tenendo fermo con una mano un righello sul bordo, se con l atra mano dai un colpo all estremità libera del righello, vedrai che esso comincerà a oscillare e, vibrando, emetterà un suono che cesserà se bloccherai il righello.

3 La presenza dell aria permette che il suono della sveglia si diffonda sotto forma di onde. In assenza di aria il suono della sveglia non si diffonde perché all interno della campana è stato fatto il vuoto

4 La propagazione delle vibrazioni e quindi del suono è dovuta alla successione di compressioni ed espansioni delle molecole dell aria. Esse, nel loro movimento oscillatorio in avanti e all indietro, formano delle onde sferiche concentriche, dette onde sonore, che si propagano come le onde formate da un oggetto lanciato nell acqua, arrivando così alle nostre orecchie Molecole d aria

5 Questa oscillazione di molecole intorno al loro punto di quiete si può rappresentare con un grafico dalla forma ondulata chiamato sinusoide, la cui parte alta è detta cresta (corrispondente alla compressione) e quella bassa ventre (corrispondente all espansione)

6 La distanza tra una cresta o un ventre e l asse x (asse di propagazione dell onda) è l ampiezza del suono; la distanza fra due creste o due ventri è la lunghezza d onda. Si chiama oscillazione completa dell onda lo spostamento che porta da O ad A, da A a B e da B al punto O

7 La propagazione del suono Le sostanze che attenuano poco il suono vengono dette buoni conduttori, quelle invece che l attenuano molto vengono dette isolanti acustici o fonoassorbenti. Come si può vedere dalla tabella i metalli sono buoni conduttori di suoni

8 Il disegno rappresenta il comportamento di alcune sostanze rispetto al suono: le tende, la gomma, la plastica, il polistirolo, il sughero attutiscono il suono; i pannelli di vetro lo bloccano efficacemente. Gli oggetti metallici non costituiscono una barriera alle onde sonore.

9 LA FREQUENZA DEL SUONO Definizione: la frequenza è il numero di oscillazioni complete che l onda sonora compie in un secondo. La frequenza si misura in hertz (HZ) Come puoi vedere dai grafici, ad una minore frequenza corrisponde una maggiore lunghezza d onda

10 Suonando la chitarra ogni corda vibra con una sua frequenza

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12 L intensità di un suono dipende dall ampiezza dell onda sonora, cioè dalla maggiore o minore forza con cui il suono è stato prodotto. In base all intensità i suoni si distinguono in deboli e forti

13 L intensità di un suono è proporzionale all ampiezza delle vibrazioni; per misurarla si usa una scala particolare la cui unità di misura è il decibel (db)

14 Il timbro dipende dal tipo di sorgente che ha prodotto il suono ed è ciò che differenzia un particolare suono da un altro avente la stessa frequenza e la stessa intensità. Sono considerati suoni puri quelli prodotti da un diapason, uno strumento che, per questa sua proprietà viene usato per accordare gli strumenti musicali. Onde con frequenza e ampiezza uguali, ma timbro diverso.

15 ancora sul timbro di un suono Una chitarra e un pianoforte possono produrre le stesse note. Trattandosi delle stesse note, questi suoni hanno la stessa frequenza e possono anche avere la stessa intensità; tuttavia, la << voce >> del pianoforte si distingue immediatamente da quella della chitarra. Per capire il motivo di questa differenza, si può fare l esempio seguente. Una molecola d aria che oscilla è come un individuo che, mentre aspetta l autobus, passeggia avanti e indietro intorno al palo della fermata. Il numero di volte che l individuo fa avanti e indietro in un secondo è la frequenza, cioè l altezza del suono; la distanza massima a cui giunge prima di tornare indietro è l intensità del suono. Anche dopo aver fissato intensità e frequenza, l individuo ha ancora diverse possibilità di movimento. Per esempio, può muoversi in fretta, raggiungere la distanza massima e poi fermarsi un po prima di tornare verso il palo; o, invece, può muoversi più lentamente ma non fermarsi mai. Può anche muoversi prima velocemente, poi lentamente, sempre però mantenendo la stessa frequenza e la stessa ampiezza; è chiaro che ha infinite possibilità. La stessa situazione si presenta per il moto delle molecole. A parità di ampiezza e di frequenza, le molecole possono muoversi in modi diversi; il nostro orecchio sente questi modi diversi come << voci >> o timbri diversi. Così ci appare diversa la stessa nota emessa dalla chitarra o dal pianoforte; così riconosciamo le voci di persone diverse, anche se pronunciano le stesse parole. In conclusione, il timbro di un suono dipende dal modo in cui le molecole si muovono.

16 LE CORDE VOCALI E LA FONAZIONE Una funzione importantissima dell apparato respiratorio è la fonazione, cioè la produzione del linguaggio articolato. L organo base della fonazione è la laringe, che contiene le corde vocali. Sotto la pressione dell aria emessa, le corde vocali vibrano e producono suoni. Le casse di risonanza che rinforzano il suono sono: la faringe, il cavo orale e le fosse nasali dandogli i caratteri specifici di intensità, altezza, timbro e tono. La voce dell uomo, come tutti i suoni, è caratterizzata da intensità, altezza e timbro.

17 I SUONI UDIBILI DALL ORECCHIO UMANO L orecchio umano percepisce suoni che hanno una frequenza tra i 20 ed i Hertz (oscillazioni in un secondo) I suoni che hanno una frequenza oltre Hertz sono detti ultrasuoni. Non vengono percepiti dall orecchio umano, ma sono uditi da molti animali, ad esempio dai cani, dai pipistrelli e dai delfini.

18 APPLICAZIONE DEGLI ULTRASUONI I pipistrelli emettono delle grida a frequenza ultrasonica. Questi ultrasuoni rimbalzano sugli ostacoli e tornano all orecchio del pipistrello come un eco; da questo eco l animale capisce se c è un ostacolo, una preda o un nemico, anche nel buio più totale.

19 La riflessione: l eco e il rimbombo. Se un onda sonora che si propaga in un mezzo incontra un ostacolo, ritorna indietro in senso opposto. Questo fenomeno si chiama riflessione. Il nostro orecchio è in grado di sentire due suoni distinti solo se giungono separati tra loro di almeno 1/10 di secondo; quindi noi possiamo sentire l onda sonora di ritorno solo se l ostacolo è a una distanza di almeno 17 metri perché il suono nell aria ha una velocità di 340 m/s ( 340 : 10 = 34 m tra andata e ritorno. Ne consegue che se la distanza dell ostacolo è inferiore a 17 m, la riflessione ha l effetto di prolungare il suono primitivo e si ha il rimbombo(o riverbero).

20 Infrasuoni I suoni che hanno una frequenza inferiore a 20 Hz, detti infrasuoni, non sono udibili dall uomo perché le vibrazioni dell aria non hanno la forza sufficiente per far vibrare il timpano.

21 RISONANZA Prendiamo due diapason uguali e mettiamoli uno accanto all altro. Colpiamo uno dei due diapason con il martelletto, lasciamolo vibrare per qualche secondo e poi fermiamolo con la mano. Possiamo osservare che l altro diapason sta vibrando, pur non essendo stato colpito. Questo fenomeno si chiama risonanza e si può spiegare pensando che le onde sonore prodotte dal primo diapason, giunte al secondo diapason gli hanno impresso il moto di vibrazione. In questo caso si dice che il secondo diapason è entrato in vibrazione per risonanza.

22 L AEREO SUPERSONICO Sono definiti supersonici gli aerei che viaggiano a una velocità superiore a quella del suono, ossia superiore a 340 m/s; che corrispondono a circa 1220 Km/h. Finché l aereo viaggia a una velocità inferiore a quella del suono, le onde sonore, essendo più veloci, si allontanano dall aereo mentre questo avanza regolarmente. Quando l aereo aumenta la velocità fino a raggiungere e superare quella del suono, le onde sonore da esso generate non fanno in tempo ad allontanarsi, ma gli si accumulano davanti creando una vera e propria barriera, detta barriera del suono. Per superare questa barriera l aereo supersonico, deve aprirsi un varco nella barriera stessa,ed è così che si determina il forte boato. Se l aereo vola a bassa quota, il bang è in grado di frantumare i vetri delle abitazioni. La velocità di questi aerei si misura in Mach; 1 Mach = 1220 km/h. I moderni aerei militari spesso viaggiano a velocità superiori a Mach 2.

23 Sulla riflessione del suono si basano L ecografia Che è una tecnica diagnostica in cui uno strumento invia fasci di ultrasuoni sulla parte del corpo da esaminare. Questi attraversano la pelle e vengono riflessi dall organo che si sta esaminando. Le onde riflesse vengono rilevate da un apposito strumento e trasformate in immagini: l ecografia Il sonar Una apparecchiatura che permette di misurare le profondità del fondale marino o di localizzare relitti, banchi di pesci, sommergibili ecc