La percezione del suono da parte dell'orecchio umano è il risultato di vibrazioni meccaniche che raggiungono l'apparato uditivo attraverso l'aria. Tali vibrazioni sono prodotte dalle sorgenti sonore, cioè corpi che hanno la capacità di vibrare.
Non tutte le vibrazioni sono percepite come suono. Per essere udibili le vibrazioni devono avere una frequenza ed una intensità comprese entro determinati valori minimi [per essere udibile una vibrazione deve raggiungere almeno le 20 oscillazioni al secondo]. Per frequenza s'intende il numero di vibrazioni, o meglio, di oscillazioni complete compiute in un secondo. Il suono è un fenomeno periodico, cioè si ripete in modo sempre uguale e mantiene un regolare ritmo. Per intensità s'intende la sensazione soggettiva determinata dall'energia dell'onda sonora. Si distinguono suoni a bassa energia (o deboli) e suoni ad elevata energia (intensi o forti).
L'intensità oggettiva di un suono (si misura in decibel) è ben diversa dall'intensità soggettiva (quest'ultima si misura in phon). Qui parliamo di percezione umana dei suoni e quindi facciamo riferimento alla sensazione soggettiva d'intensità. In inglese l'intensità oggettiva di un suono si definisce intensity, mentre quella percepita dall'uomo è la loudness.
Il suono si propaga nell'aria, ma anche nei solidi e nei liquidi. Non si propaga nel vuoto. A proposito si ricorda un esperimento di fisica molto conosciuto per dimostrare che i suoni non si propagano nel vuoto. Si appende un campanello elettrico con due fili e lo si colloca all'interno di una campana di vetro chiusa ermeticamente. Si fa suonare il campanello e tutti si accorgono del suono. E' possibile vedere il battacchio colpire ritmicamente la parte d'acciaio. Con una macchina pneumatica si toglierà progressivamente l'aria e si osserverà il battacchio che continuerà a muoversi. Tutte le persone percepiranno una riduzione del suono. Quando all'interno della campana sarà tolta totalmente l'aria non si sentirà alcun suono e il battacchio continuerà a muoversi.
Che cos'è il suono?
Il suono è costituito da onde elastiche di compressione e di rarefazione che si propagano partendo dalla sorgente sonora. Normalmente tali onde si propagano nell'aria e raggiungono il nostro orecchio, ove vengono trasformate in sensazione sonora.
La propagazione dell'onda sonora è dovuta all'elasticità dell'aria, cioè del mezzo elastico presente tra sorgente sonora e orecchio umano. Le molecole dei gas che compongono l'aria per effetto della vibrazione sonora compiono piccolissime oscillazioni rispetto alla loro posizione iniziale; sono queste oscillazioni che determinano le zone di compressione e di rarefazione del mezzo elastico, quindi il propagarsi dell'onda sonora.
Nella figura sono rappresentare le onde di compressione e rarefazione
dell'aria per effetto di un suono prodotto da un diapason.
La sorgente sonora (il diapason) è in grado
di vibrare dalla posizione 1 alla posizione 2.
Lo strumento produce onde di compressione e rarefazione dell'aria.
La linea sinusoidale continua è la rappresentazione grafica
(detta anche diagramma temporale) dell'onda sonora.
Il suono non modifica la posizione delle molecole del mezzo in cui si propaga, queste si mettono solo in vibrazione e trasmettono le loro oscillazioni a quelle contingue. Questo fenomeno è molto simile ad una successione di palline appese ad un filo, dove l'oscillazione della prima pallina viene trsmessa fino all'ultima senza che vi sia un evidente spostamento delle palline intermedie.
La massima sensibilità dell'orecchio umano è per le frequenze comprese tra 2000 e 3000 Hz. In questo range chi ha un udito normale riconosce come diversi suoni differenti per 2 Hz. Per esempio un suono di 2500 Hz viene riconosciuto come diverso da un suono di 2502 Hz, mentre viene percepito come uguale ad un suono di 2501 Hz.
Per quanto attiene la sensibilità umana nel percepire variazioni di intensità questa è notevole. Si parte da un teorico 0 dB per i soggetti giovani per arrivare ad un limite superiore che non è possibile definire. I suoni molto intensi sono dannosi per l'udito. Il danno è proporzionato alla durata dell'esposizione.
Suoni di 80-85 dB danneggiano l'udito se l'esposizione si prolunga per parecchie ore al giorno e per anni. Suoni di 120 dB possono danneggiare l'udito anche per brevi periodi. Suoni esplosivi di 140-150 dB sono lesivi anche solo dopo una singola esposizione. E' questo il caso del trauma acustico acuto, un fenomeno poco conosciuto.
Un problema ulteriore è costituito dal fatto che gli esseri umani ascoltano con due orecchie. Questo argomento è trattato in un altro articolo: Ascolto binaurale a cui si rimanda.
Il suono è un fenomeno fisico: onde di compressione e rarefazione dell'aria. La percezione uditiva è un fenomeno cerebrale, è l'analisi di segnali elettrici. Ulteriori informazioni sul percorso compiuto dai segnali elettrici le potete trovare nell'articolo dedicato all'apparato uditivo centrale.
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