Suoni e Rumori 1
LA NATURA DEL SUONO Cos è il suono? Il suono è una perturbazione in un mezzo elastico che si propaga con velocità definita Suono è onda di pressione Elasticità del mezzo è la condizione per la propagazione La propagazione avviene nei gas, liquidi e solidi
Cos è il suono? a) Il pistone viene spostato in avanti b) Il volume d aria immediatamente prossimo al pistone viene compresso c) L onda di pressione così generata si propaga lungo il tubo d) dopo 1 secondo dalla perturbazione iniziale
LA NATURA DEL SUONO Grandezze fondamentali Frequenza f È il n di compressioni o rarefazioni in 1 secondo si misura in Hz f = 1/ T (T = periodo dell onda) l orecchio umano percepisce suoni da 20 Hz a 20.000 Hz
LA NATURA DEL SUONO Grandezze fondamentali Lunghezza d onda è la distanza tra una compressione e la successiva si misura in metri Velocità v la velocità del suono in aria è mediamente = 344 m/sec dipende principalmente dalla temperatura
LA NATURA DEL SUONO Grandezze fondamentali Frequenza f, lunghezza d onda e velocità v sono le grandezze che caratterizzano la propagazione delle onde sonore = v / f Conoscendo la velocità di propagazione si può calcolare la lunghezza d onda ad ogni frequenza
LA PROPAGAZIONE DEL SUONO Diffrazione Si ha quando onda acustica interagisce con oggetti di dimensioni simili a Caso reale di barriere acustiche
LIVELLI SONORI E DECIBEL Potenza, intensità e pressione sonora possono essere espresse utilizzando i decibel (db) (scala logaritmica) Si adattano meglio alla risposta dell orecchio umano Consentono di ridurre il campo dei valori delle tre grandezze Vengono riferiti ad un valore di riferimento corrispondente alla soglia di udibilità Si parla di livelli sonori
LIVELLI SONORI E DECIBEL Livelli di potenza sonora di alcune sorgenti comuni Potenza in Watt Livelli di potenza in db Sorgente 100000000 200 missile 10000 160 turboreattore 1000 150 aereo di linea 100 140 motore piccolo aereo 10 130 martello perforatore 1 120 radio al massimo volume 0,1 110 telaio 0,01 100 ventilatore assiale 0,001 90 conversazione 0,0001 80 0,00001 70 0,000001 60 0,0000001 50 0,00000001 40 0,000000001 30 bisbiglio
COMPOSIZIONE IN FREQUENZA DEI SUONI Lo spettro di un suono è la fotografia del suono stesso nel dominio delle frequenze e dipende dall andamento della pressione sonora: sinusoidale periodico casuale Tono puro con spettro composto da una sola frequenza f = 1/T Spettro composto da infinite linee con frequenza f n = n*( 1/T) n=1,2,3.. Spettro composto da infinite linee e continuo = rumore
COMPOSIZIONE IN FREQUENZA DEI SUONI Suoni puri
COMPOSIZIONE IN FREQUENZA DEI SUONI Suono composto dalla sovrapposizione di sei suoni puri periodici
COMPOSIZIONE IN FREQUENZA DEI SUONI Suono a banda larga (rumore)
SENSAZIONE SONORA Il suono può essere descritto oggettivamente con grandezze fisiche (potenza, intensità ecc..) oppure soggettivamente con tre parametri fondamentali: Altezza (note mus.) Volume sonoro Timbro Descrive l acutezza o gravità di un suono. E in relazione non lineare con la frequenza Descrive la forza di un suono. Dipende principalmente da intensità, ma anche da frequenza Caratterizza il suono e dipende dalla forma dello spettro
CAMPO DI UDIBILITA DELL ORECCHIO L orecchio umano è in grado di percepire suoni con pressione compresa tra 0 e 130 db e frequenza tra 20 e 20.000 Hz 140.0 120.0 100.0 db(a) 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 20 32 50 80 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 8000 12500 Frequenza (Hz)
Your ear 16
Le ciglia vibratili nell orecchio 17
Decibel pericolosi 18
Cosa fare In che ordine? 19
Esame audiometrico in Ospedale 20
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What is Sound? Students get in groups of 4. Sit quietly and listen to the sounds around you. Tell your group members 1 or 2 sounds that you heard. Today you will be Sound Detectives 22
What is Sound? One student hangs a ping pong ball from the string. Another student gently touches the quiet tuning fork to the ping pong ball. What do you observe? Strike the tuning fork so that it is making a sound. Have a student touch the tuning fork to the ping pong ball again. What happens? Why is this? Sound carries energy. It can make things move. 24
Elenco argomenti teorici Propagazione del suono - caratteristiche del suono - suono o rumore Velocità del suono - nei vari mezzi di propagazione Barriera del suono Volume del suono - livelli acustici - ipoacusia - decibel Fenomeni delle onde: riflessione (riverberazione), assorbimento, diffrazione Effetto Doppler - Eco (formazione) 25
Elenco esperienze pratiche Ascoltare il silenzio (+ questionario) Passeggiata sonora ((+ questionario) Rispondiamo a tono (Teca didattica) Propagazione del suono in un liquido (paperella) Propagazione delle onde (trasversali, longitudinali) (molla elastica) Costruzione del disco acustica pericolosa Correlazione suono e vibrazioni (diapason e pallina da ping pong) Natura delle onde e individuazione nodi e ventri (costruzione cassa armonica per diapason Elastici e cassa acustica (varie dimensioni e spessori) - palloncini gonfiati Amplificazione suono diapason e cilindro graduato Pezzo di tubo corrugato con imbuti per propagazione suono a distanza e produzione rumore Video You Tube con percussione bidoni spazzatura Openoise Arpa Piemonte (per smartphone Android) 26