Solo pochi accenni, per coloro a cui servissero, sulla natura del suono e dell’acustica. Questo sito non vuole essere un’enciclopedia sul suono in senso lato, quindi questa pagina porta solo alcuni elmenti di base. Per maggiori informazioni, alla fine trovate una piccola “linkografia” dove reperire altre nozioni.

Il suono è la conseguenza della propagazione in un mezzo elastico di vibrazioni generate da un corpo in oscillazione. Quando queste vibrazioni raggiungono l’orecchio umano, vengono trasdotte al cervello da una complessa serie di interazioni e qui vengono elaborate da quel complesso senso chiamato “udito”.

Il suono è dunque una vibrazione che si propaga da un corpo ad un altro tramite un mezzo che funge da conduttore. L’analogia con tutte le altre forme di energia è evidente. Tuttavia, in questo caso parliamo di un’energia in particolare, ovvero appunto il suono.

1) La Frequenza

La misura della frequenza con cui vibra il corpo che emette il suono (detto anche “fonte sonora”) è la cosiddetta frequenza, la cui unità riferita al suono è l’Hertz, ovvero il numero di oscillazioni al secondo.

L’orecchio umano è in grado di discernere suoni la cui frequenza va da circa 20 Hz a circa 20.000 Hz, anche se i due estremi della scala in realtà sono difficilmente raggiungibili dall’udito umano. Altre specie animali sono dotate di una maggior capacità di udito. Ad esempio un cane può distinguere suoni fino a 35.000 Hz, un gatto fino a 60.000 e le balene fino a 150.000 Hz.

Esistono diverse componenti del suono, di la frequenza è solamente una delle tante.

Abbiamo infatti per un onda sonora altre caratteristiche.

2) L’ampiezza

Corrisponde sostanzialmente al volume di un suono. Maggiore è l’ampiezza, maggiore sarà il volume percepito. In realtà l’ampiezza combinata con la frequenza danno anche un’altra misura molto importante, ovvero quella della “potenza” di un suono. Un ultrasuono emesso con bassa ampiezza non farà nessun effetto, ma uno emesso con alta potenza può comodamente generare danni anche ingenti.

La cosa interessante è che maggiore è la frequenza maggiore è comunque l’energia dell’onda sonora, indipendentemente dall’ampiezza. Ad esempio è notorio che le balene comunicano tra loro anche a centinaia di chilometri di distanza utlizzando suoni certamente potenti ma, soprattutto, di frequenza elevata (come detto sopra anche oltre i 100.000 Hz.)

3) Il Timbro

Possiamo definirlo come la qualità di un suono. Il timbro è quella cosa che rende, ad esempio, una nota emessa da una chitarra completamente dalla stessa nota emessa da una tromba.

In natura è assai difficile incontrare suoni dalla forma d’onda perfettamente regolare.

forma-onda-50-hzQuella che vedete qui a sinistra è la classica sinusoide che rappresenta un suono “puro” ovvero senza timbro, ad una determinata frequenza.

pnonoteQuella che invece potete vedere a destra è la forma d’onda di una nota emessa da un pianoforte (ovvero con una timbrica particolare).

 

 

Quando parliamo di suono quindi parliamo di qualcosa di molto complesso, la cui forma pura (sinusoide) è in realtà estremamente lontana dalla realtà dei suoni che udiamo in continuazione.

Nella trasmissione di un suono però, oltre a quanto detto finora, ci sono anche altri fattori che giocano un ruolo fondamentale.

1) Il mezzo

Esatto: come per tutte le perturbazioni, anche quella sonora ha bisogno di un mezzo. E non parliamo solo dell’aria, ma di qualunque mezzo, solido o liquido. Quello che cambia, a seconda del tipo di materiale che trasporterà l’onda acustica, è la densità, cosa che determinerà la variazione del tempo di decadimento e dell’intensità di quel suono.

In generale, maggiore è la densità del mezzo, minore è la propagazione del suono, e viceversa; esistono tuttavia varianti a quanto appena detto. Nell’acqua, ad esempio, suoni ad alta frequenza viaggiano per moltissimi chilometri, mentre nell’aria si disperdono prima.

2) Propagazione

E’ la misura dello spazio che un suono può coprire da quando viene emesso a quando non è più possibile misurarlo. Ovvio che tutto questo dipende dalla densità del mezzo ma anche dall’ampiezza e dalla frequenza iniziale, oltre che dallo strumento che si usa per rilevare il suono emesso.

3) Interferenza

Un fattore di grande importanza nella trasmissione del suono ma, ancora di più, nella percezione acustica e psicologica che si può avere di esso.

Suoni dalla frequenza simile (ma non perfettamente identica), generano ad esempio un fenomeno particolare, detto “battimento” che altera in modo fondamentale la percezione del suono stesso.

Immaginiamo uno stagno e il classico sasso buttato nell’acqua. Se dopo la prima pietra ne buttiamo una seconda, anche questa genererà dei cerchi concentrici, che andranno ad interferire con quelli generati dalla pietra gettata per prima.

L’analogia visiva in questo caso è un modo semplice per spiegare che, come nel caso delle onde d’urto nell’acqua, anche in quelle sonore avviene lo stesso identico fenomeno.

Links utili:
Il sito di Marco Stefanelli, una vera e propria enciclopedia sul suono
Wikipedia è mediamente una buona fonte per questioni tecniche non troppo specifiche.