Fisica acustica o fisica del suono è un argomento indispensabile per comprendere meglio i problemi relativi alla comunicazione verbo acustica. Ho inserito in questa pagina le più comuni definizioni.
Acustica: parte della fisica che studia il suono, la sua origine, la sua propagazione e la sua percezione. I suoni studiati dall'acustica sono quelli udibili dall'orecchio umano, ma anche gli infrasuoni e gli ultrasuoni.
Altezza: è uno degli effetti della sensazione sonora. E' determinata dalla frequenza fondamentale che caratterizza il suono. Essendo strettamente correlata alla frequenza si possono distinguere i suoni in bassi o gravi e in alti o acuti.
Ampiezza (P): è la massima oscillazione possibile di una molecola del mezzo elastico dalla sua posizione di equilibrio. L'ampiezza di una vibrazione sonora diminuisce man mano che ci si allontana dalla sorgente che genera il suono.
Campo uditivo umano: o più semplicemente campo uditivo. E' lo spazio che racchiude le frequenze udibili dall'uomo, cioè quelle comprese tra 20 e 20.000 Hz. In suoni con frequenza inferiore a 20 Hz sono gli infrasuoni e quelli superiori a 20.000 Hz sono gli ultrasuoni.
Decibel (dB): unità di misura dell'intensità di un suono. Molto utile per la misura della rumorosità ambientale.
dB (A): decibel utilizzati nelle valutazioni della rumorosità ambientale. Si intende un dB ricavato da un fonometro utilizzando il filtro di ponderazione A. Vedi fonometro.
Effetti della sensazione sonora: gli effetti più importanti sono tre: altezza, intensità e timbro.
Fonometria ambientale: è la misura della sonorità di un ambiente. La misurazione viene eseguita col fonometro. Vedi anche definizioni di otologia.
Fonometro: apparecchio che svolge la funzione di percepire la pressione acustica (o rumorosità ambietale) di un locale e trasformarla in un segnale elettrico. Per raccogliere il segnale si usa un filtro di ponderazione, spesso indicato con A. Il fonometro misura il valore efficace della fluttuazione della pressione sonora. Questa fluttuazione viene espressa in scala logaritmica (decibel - dB) perchè questa rispecchia abbastanza fedelmente il sistema uditivo umano. Il valore della rumorosità (o pressione sonora) viene espresso in db(A).
L'espressione dB (A) viene utilizzata per indicare la valutazione ricavata con il filtro di ponderazione (A).
Frequenza (V): la frequenza di un suono è il numero di oscillazioni complete effettuate nell'unità di tempo, si esprime in cicli al secondo. L'unità di misura è l'Hertz (Hz). L'orecchio di un giovane è in grado di percepire suoni con una frequenza compresa tra 20 e 20.000 Hz. I suoni a bassa frequenza sono detti gravi, mentre quelli ad alta frequenza sono gli acuti. La frequenza è l'inverso del periodo.
Infrasuoni: suoni molto bassi con frequenza inferiore a 20 Hz. Non sono udibili dall'uomo.
Intensità: è uno degli effetti della sensazione sonora. E' determinata dall'energia trasportata dall'onda sonora nell'unità di tempo. L'intensità è direttamente proporzionale al quadrato dell'ampiezza della vibrazione. L'intensità è quel parametro che consente di distinguere i suoni e i rumori in deboli ed intensi.
La minima intensità percepibile da un giovane è 0 dB, non esiste una intensità massima udibile.
Occorre porre molta attenzione ai suoni molto intensi perchè possono danneggiare l'udito.
L'intensità oggettiva di un suono è diversa dall'intensità percpita dall'uomo. La prima si misura in decibel (dB) e la seconda in phon. In inglese per distinguere queste due forme di intensità si usano due parole diverse: intensity e loudness.
Lunghezza d'onda (λ): è la distanza tra due punti di un'onda in fase tra loro. La lunghezza d'onda si indica col simbolo lambda λ. In altre parole è lo spazio percorso dall'onda in un periodo.
Pascal (simbolo Pa): è l'unità di misura della pressione e in fisica acustica è l'unità di misura della pressione sonora. 20 μPa [oppure 2 x 10-5 Pa ] è la soglia di udibilità per l'uomo alle frequenza di 1000 Hz. Tra 2 e 20 mPa c'è la voce di conversazione umana. A 20 Pa c'è la soglia del fastidio e poi del dolore.
Percezione umana del suono: l'orecchio umano è in grado di percepire variazioni di pressione del mezzo elastico (comunemente l'aria) comprese tra 20 e 20.000 Hz; cioè tra 20 e 20.000 cicli al secondo. Esiste una notevole variabilità individuale nella percezione umana. I valori sopra esposti si riferiscono a soggetti giovani e privi di qualsiasi malattia dell'apparato uditivo. Ma anche tra questi non tutti sono in grado di percepire suoni ad elevata frequenza come 18.000 / 20.000 Hz.
Vedi anche articolo sulla percezione sonora.
Periodo (T): è il tempo impiegato dall'onda a compiere una oscillazione completa.
Phon : é l'unità di misura dell'intensità sonora percepita dall'uomo. E' diversa dall'intensità sonora emessa da una sorgente, quest'ultima si misura in decibel (dB).
Pressione sonora: il suono è costituito da onde di compressione e di rarefazione del mezzo elastico (aria). Queste variazioni esercitano una pressione sull'orecchio denominata pressione sonora. La minima pressione in grado di dare una sensazione uditiva nei soggetti normali è molto piccola - è di Pa 2 x 10-5 alla frequenza di 1000 Hz.
Psicoacustica: disciplina che studia la psicologia della percezione del suono nell'uomo.
Rumore: fenomeno a carattere oscillatorio molto simile al suono. Come il suono è costituito da onde di pressione sonora. Il rumore si differenzia dal suono perchè le onde di pressione sono irregolari e casuali. Il rumore, specie se intenso, viene percepito dall'uomo come fastidioso. I rumori si propagano nei mezzi elastici (es. l'aria) e non si propagano nel vuoto.
Soglia del fastidio e del dolore: la pressione sonora, normalmente uguale o superiore a 20 Pa, che percepita dall'uomo determina oltre alla sensazione sonora prima molto fastidio e poi anche dolore. Esistono notevoli variazioni soggettive per queste due soglie. Paradossalmente gli anziani che sentono poco raggiungono più facilmente la soglia del dolore.
Soglia di udibiltà: la pressione sonora minima in grado di produrre una sensazione sonora nell'uomo.
Sorgente sonora: si definisce sorgente qualsiasi corpo vibrante che si trova in un mezzo elastico e produce una successione di onde di rarefazione e di compressione. La sorgente produce quindi oscillazioni nella pressione del mezzo elastico e tali variazioni di pressione si propagano nel mezzo stesso.
Suono: perturbazione determinata da variazioni della pressione che si propaga in un mezzo elastico ad una velocità caratteristica di quel mezzo. Per mezzo elastico nella pratica otorinolaringoiatrica si intende l'aria. In termini più semplici il suono è causato da variazioni di pressione che si diffondono nell'aria.
Vedi anche articolo specifico su che cosa è il suono?
Timbro: è uno degli effetti della sensazione sonora. E' determinato dalle armoniche che compongono il suono.
Ultrasuoni: sono suoni a frequenza molto elevata; maggiore di 20.000 Hz (pari a 20 kHz). Non sono udibili dagli esseri umani.
Velocità del suono: la si esprime in metri al secondo. Rappresenta il tempo impiegato dal suono a partenza da una determinata sorgente per raggiungere l'apparato uditivo di un ascoltatore. La velocità del suono si indica con w. Dipende dall'elasticità del mezzo elastico in cui il suono si propaga e dalla densità del mezzo.
Riporto alcuni esempi di velocità del suono. Nell'aria il suono si propaga a 331 m/sec.; nell'acqua a 1440 m/sec.; nelle murature a 3200 m/sec.; nel cemento armato a 3700 m/sec.
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