Il suono:generalità

Piercarlo ROMAGNONIUniversità IUAV di Venezia

Dorsoduro 220630123 Venezia

Una perturbazione di carattere oscillatorio che si propaga in un mezzo elasticoAlla propagazione corrisponde una propagazione di energia ma non una propagazione di materia!

Cos’è il suono?

Ricevitore

(Qualcosa “sensibile” alla perturbazione)

Elementi fondamentali del fenomeno sonoro sono:

Sorgente

(generatore di perturbazione, di vibrazioni )

Mezzo elastico

(Solido o fluido attraversato dalla perturbazione ma non da essa modificato)

Ricevitore: qualcosa “sensibile” alla perturbazione

Sorgente: generatore di perturbazione, di vibrazioni

Mezzo elastico: solido o fluido attraversato dalla perturbazione ma non da essa modificato

1. Corpi solidi oscillanti: strumenti a corda

2. Colonne d’aria oscillanti: strumenti a fiato, organi

3. Corpi in rapido movimento: eliche, fruste

4. Gas in rapida uscita da contenitori: razzi, reattori

5. Rapidi incrementi di pressione: esplosioni, detonazioni

6. Voce umana: meccanismo 1+2

• Il mezzo di maggior interesse pratico è l’aria

• altri mezzi possono essere: la crosta terrestre, una parete, etc..

• il suono non si propaga nel vuoto

• un microfono

• una membrana

• l’orecchio umano

Sorgente: generatore di perturbazione, di vibrazioni

[Hz]1 10 100 1000 10 000

Frequenza

Sorgente: generatore di perturbazione, di vibrazioni

La frequenza come carattere distintivo

Suono o rumore?

La stessa manifestazione fisica provoca sensazioni diverse in relazione allostato psico-fisico-emozionale del recettore; in base, quindi, alla rispostasoggettiva del recettore sarà descritta come SUONO o come RUMORE.

La sorgente sonora trasmette il moto alle particelle d’aria asuo diretto contatto.Il moto vibratorio di queste particelle intorno ad unaposizione di equilibrio si trasmette ad altre adiacenti e lacosì la perturbazione si propaga nel mezzo a distanzesempre più grandi.

Le onde sonore: perturbazioni di pressione

1 10 100 1000 10 000 [Hz]

Frequenza

Ricevitore: qualcosa “sensibile” alla perturbazione

20 Hz < suono udibile < 20 kHzinfrasuoni ultrasuoni

800 Hz < parlato < 8 kHz

Il ricevitore fondamentale è l’orecchio umano sensibile solo a perturbazionicaratterizzate da frequenze comprese tra:

L’intensità sonora (in deciBel)Secondo carattere distintivo

Una semplice descrizione del fenomeno

Se in un punto di un mezzo elastico omogeneo e isotropo si determina una

variazione di pressione questa si propaga in tutte le direzioni dando origine

a onde sferiche con centro nella sorgente di perturbazione.

La propagazione del suono

La regione dello spazio in cui si verifica la propagazione di onde

sonore viene detta campo sonoro.

P

P2

P2

r1

r2

Materiale c (m/s) Materiale c (m/s)

Metalli Legno nel senso della fibra

Acciaio 5000 7800 Abete 4640 450

Argento 5100 2700 Acero 4110 670

Nickel 4970 8700 Faggio 3340 750

Oro 2000 19300 Frassino 4670 700

Ottone 3500 8400 Olmo 4120 570

Piombo 1220 11400 Pino 3320 500

Platino 2650 21400 Pioppo 4280 370

Rame 3560 8900 Quercia 3850 800

Stagno 2500 7300 Idem trasv.alla fibra

Valoriridotti di1/3

Zinco 3700 7000

Non metalli Liquidi

Ardesia 4500 3000 Acqua a13°C

1441 1000

Avorio 3010 1800 Alcool 1240 800

Gomma 54 1000 Benzina 1166 900

)3/( mkg)3/( mkg

Pressione sonorail suono è stato descritto come una successione di compressioni e rarefazioni del mezzo in cui si propaga; la pressione acustica in un determinato punto è determinata dalla differenza tra la pressione in quel punto in presenza del suono e la pressione che in quello stesso punto dovrebbe esistere in assenza del suono, nelle medesime condizioni.Il livello di pressione sonora è definito tramite la relazione:

in cui la pressione di riferimento pref = 20 mPa (20 micropascalpari a 20 x 10-6 pascal; 1 Pa = 1 N/ m2) corrisponde approssimativamente alla soglia inferiore di udibilità dall'orecchio umano a 1000 Hz. La pressione considerata è intesa come valore medio efficace dell'oscillazione di pressione.

refp

p

pLogLSPL

2

2

10

Livello di pressione sonora pesato A: LA [dB]

in cui pA(t) è il valore della pressione istantanea pesata A

Livello medio pesato A: LA,T [dB]

ref

A

Ap

pLogL

2

2 )(10

t

TrefATA dpp

TLogL

0

22, )/)((

110 tt

40

20

0

20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

40

0

-20

-40

20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

40

Lp (dB)

Lp (dB)

A-weighting

Isofonica 40 dBnormalizzata a

0 dB at 1kHz

Isofonica 40 dBInvertitaconfrontata conla curva A diponderazione infrequenza

P. Romagnoni - IUAV Venezia

Frequency Curve A Curve B Curve C

Hz dB dB dB

16 -56.7 -28.5 -8.5

31.5 -39.4 -17.1 -3

63 -26.2 -9.3 -0.8

125 -16.1 -4.2 -0.2

250 -8.6 -1.3 0

500 -3.2 -0.3 0

1000 0 0 0

2000 1.2 -0.1 -0.2

4000 1 -0.7 -0.8

8000 -1.1 -2.9 -3

16000 -6.6 -8.4 -8.5

Scale di pesatura

Livello continuo equivalente di pressione sonora

è definito dalla relazione:

[dB]

in cui p(t) è il valore istantaneo della pressione sonora e pref è il valore di riferimento sopra definito.

Tale grandezza rappresenta il livello della pressione sonora, costante nel tempo, che darebbe luogo allo stesso apporto di energia effettivamente fornito dall'emissione sonora, variabile nel tempo, considerata.

TrefTeq dpp

TLogL

0

22, )/)((

110 tt

Livello di pressione sonora diurno e notturno: Ld-n [dB]

Il livello notturno viene pesato con un fattore 10 dB

Livello di inquinamento da rumore LNPSi compone di due termini. Il primo LAeq,T , essendo T il periodo di misura,misura il suono equivalente continuo.

Il secondo rappresenta il livello di fastidio creato dalle variazioni di questo livelloLNP = LAeq,T + K s

K = costante (= 2,56)s = deviazione standard delle misure nel periodo

00:22

00:6

00:6

00:22 2

2

2

2 )(10)(241

10 ttttd

pp

dpp

LogLref

A

ref

Adn