ISTITUTO SAN GABRIELE CLASSI 4 S E 4 SA PROF. ANDREA PUGLIESE IL SUONO

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1 ISTITUTO SAN GABRIELE CLASSI 4 S E 4 SA PROF. ANDREA PUGLIESE

2 OGNI ONDA SONORA HA COME SORGENTE UN CORPO CHE VIBRA Il suono è un onda longitudinale, che consiste nell alternarsi di compressioni e rarefazioni del mezzo in cui si propaga. Quando un onda sonora giunge alle nostre orecchie la membrana che costituisce il timpano entra in vibrazione: questa vibrazione viene trasmessa agli ossicini e alla chiocciola fino a giungere alle terminazioni nervose.

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4 Il suono si propaga nella materia ma non nel vuoto. Non tutte le onde sonore sono percepite come suono dal nostro sistema orecchio-cervello: per essere udibile un onda sonora deve avere una frequenza compresa tra 20 Hz e Hz (limiti di udibilità). Al di sotto di questo valore corrispondono gli infrasuoni e al di sopra gli ultrasuoni.

5 LE CARATTERISTICHE DEL SUONO Un suono propriamente detto è un onda sonora periodica Un rumore è un onda sonora non periodica, cioè che varia in modo irregolare. Ogni suono ha tre caratteristiche: Altezza: è determinata dalla frequenza dell onda e distingue un suono più acuto da uno più grave Intensità: distingue un suono forte, o ad alto volume, da uno debole, o a basso volume Timbro: differenzia le onde sonore in base alla forma del loro profilo o, equivalentemente, della legge periodica con cui oscillano nel tempo in un punto fissato.

6 INTENSITA DI UN ONDA SONORA L intensità sonora è il rapporto tra l energia E che attraversa una superficie A nell intervallo di tempo Δt e il prodotto tra la superficie e l intervallo di tempo: Poichè il rapporto tra l energia E e l intervallo di tempo Δt è la potenza trasportata dall onda avremo:

7 LIVELLO DI INTENSITA SONORA Il livello di intensità sonora esprime una misura della sensazione sonora, ovvero della nostra percezione del suono in relazione all intensità sonora dell onda. Nel Sistema Internazionale si misura in decibel (db). Il valore 0 db corrisponde alla minima intensità che è normalmente percepibile (soglia di udibilità I 0 =10-12 W/m 2 ). Il valore 130 db corrisponde alla soglia del dolore.

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9 GLI STRUMENTI E LE NOTE MUSICALI Una scala musicale è una successione di note disposte in ordine consecutivo. La prima scala conosciuta è dovuta a Pitagora (560 a.c a.c.) che riuscì a collegare suoni consonanti (cioè gradevoli se suonati insieme) con la tensione delle corde che li emettono quando vibrano. Nel 1558 Gioseffo Zarlino ( ) elaborò la scala naturale, in cui la frequenza di ogni nota è data dalla frequenza della nota precedente moltiplicata per una frazione semplice.

10 GLI STRUMENTI E LE NOTE MUSICALI Quando due suoni hanno frequenza uno doppia dell altra identificano la stessa nota o, come si dice nel linguaggio musicale, individuano un intervallo di un ottava. Negli intervalli fra le note (ovvero tra le frequenze) non c è regolarità L intervallo tra le note Mi e Fa e quello tra Do e Si costituisce un semitono, gli altri costituiscono un tono.

11 GLI STRUMENTI E LE NOTE MUSICALI L utilizzo della scala naturale portò vari problemi, soprattutto dopo la diffusione di strumenti come l organo e il cembalo ad accordatura fissa. Nel 600 l organista Andreas Werckmeister ( ) suggerì di suddividere l intervallo di un ottava da Do 1 a Do 2 in 12 intervalli uguali ed il rapporto tra le frequenze di due note successive è

12 GLI STRUMENTI E LE NOTE MUSICALI Johann Sebastian Bach ( ) scrisse Il clavicembalo ben temperato, costituito da 24 preludi e fughe scritti progressivamente nelle 24 tonalità e che evidenziano l efficacia della scala temperata nel consentire cambi di tonalità senza andare incontro a dissonanze. Nella musica classica oltre alle scale si utilizzano altri criteri, detti armonici, consistenti in una serie di regole tese a creare un complesso ordinamento di relazioni tra le note, in cui vi sono anche aspetti di gerarchizzazione. Nella seconda metà del XIX secolo diversi autori, tra cui Debussy, Ravel e Strauss, iniziarono a non rispettare tutte queste regole allo scopo di esplorare nuove potenzialità espressive. Arnold Schoenberg ( ) creò una nuova sistematizzandone delle note, detta sistema dodecafonico, basata sulle 12 note della scala temperata poste su un piano di assoluta parità.

13 LA RIFLESSIONE DELLE ONDE Si ha riflessione ogni volta che un onda, incontrando un confine del mezzo di propagazione, cambia direzione o verso così da continuare a propagarsi. La riflessione è un fenomeno comune a tutte le onde. Il raggio riflesso giace sul piano di incidenza, cioè nel piano individuato dal raggio incidente e dalla perpendicolare alla superficie e forma con la perpendicolare lo stesso angolo del raggio di incidenza.

14 LA RIFLESSIONE DELLE ONDE SFERICHE Per un onda sferica i fronti d onda riflessi da una superficie piana sono ribaltati, come se avessero origine da un altra sorgente posta simmetricamente al di là della superficie riflettente. L ECO Il fenomeno dell eco è dovuto alla riflessione. Per percorrere la distanza tra una persone e la parete riflettente (andata e ritorno) l onda sonora impiega un tempo pari a Δt=2d/v. L orecchio umano percepisce in modo distinto due suoni solo se intervallati da almeno 1/10 di secondo. In tale intervallo di tempo un onda percorre 34 m quindi una persona deve trovarsi a più di 17 m dalla parete riflettente, altrimenti sentirà un rimbombo.

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16 L EFFETTO DOPPLER L effetto Doppler è il fenomeno per il quale la frequenza di un onda periodica, rilevata da un ricevitore in moto rispetto alla sorgente dell onda è diversa da un ricevitore in quiete

17 PRIMO CASO: SORGENTE FERMA E RICEVITORE IN MOVIMENTO Se il ricevitore si avvicina alla sorgente riceve i fronti d onda in intervalli di tempo T minori del periodo T e quindi la frequenza percepita è maggiore (nella formula si prende in segno +) Se il ricevitore si allontana dalla sorgente riceve i fronti d onda in intervalli di tempo T maggiori del periodo T e quindi la frequenza percepita è minore (nella formula si prende in segno -)

18 SECONDO CASO: SORGENTE IN MOVIMENTO FERMA E RICEVITORE FERMO Se la sorgente si avvicina al ricevitore, quest ultimo riceve i fronti d onda in intervalli di tempo T minori del periodo T e quindi la frequenza percepita è maggiore (nella formula si prende in segno -) Se la sorgente si allontana dal ricevitore, quest ultimo riceve i fronti d onda in intervalli di tempo T maggiori del periodo T e quindi la frequenza percepita è minore (nella formula si prende in segno +)