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MOTO CIRCOLARE SUL PIANO CARTESIANOlëvizia rrethore mbi planin kartezian
A(t) = A·sen(ω·t)
A (ampiezza dell’onda)(amplituda e valës)
IL SUONOtingulli
onde elastiche longitudinali di rarefazione e compressionevalë elastike gjatësore të rallimit dhe ngjeshjes
CORPI VIBRANTItrupa vibrues
(produzione)(prodhimi)
ATMOSFERAatmosfera
(propagazione)(përhapja)
ORECCHIOveshi
(ricezione)(pritja)
IL SUONO PURO DEL DIAPASON
rebbi
impugnatura
diapason: generatore di frequenze acustiche campione
altezza (frequenza sinusoide)carattere del suono
intensità (ampiezza sinusoide)
IL TEOREMA DI FOURIER
tono puro 1
tono puro 2
risultante (1 + 2):periodica, ma non sinusoidale
s1, s2:= ampiezza,= intensità,≠ timbro
⇓⇓⇓⇓
risultante
s1
s2
pressione atmosferica
CARATTERISTICHE FISICHE DEL SUONO
intensità (I)
timbro
altezza
SUONO
percezione umana: 20 – 20.000 Hz
ONDA
energia trasportata (Etrasp)
forma
frequenza (ω)
22trasp PkE ω⋅⋅= k: costante, f(densità del mezzo)
P: pressione (fluttuazione)
22'22
trasp PktS
PktS
EI ω⋅⋅=
⋅ω⋅⋅=
⋅= S: superficie
t: tempo tSk
k '
⋅=
INTENSITÀ SOGLIA(appena percepibile)
20
20
'0 ωPkI ⋅⋅=
ω0 = 1000 HzP0 = 2·10-4 dine·cm-2 ⇒ I0 = 10-12 W·m-2
LEGGE DI FECHNERsensazione S = f(I)
20
20
'
22'
0 ωPk
ωPklog10
I
Ilog10dB 1
⋅⋅⋅⋅⋅=⋅=[ ]
0I
IlogB S = ⇒
con mezzo, velocità, frequenza costanti:
020
2
P
Plog20
P
Plog10dB 1 ⋅=⋅= ,261
I
I dB 1
0
=→
Livello [dB] Pressione [Pa]* Intensità [W·m-2] Sorgente
140 200 102 sopra la soglia del dolore
120 20 1 vicino ad aereo a reazione
100 2 10-2 vicino a martello pneumatico
80 0,2 10-4 strada molto trafficata
60 0,02 10-6 parlato normale
40 0,002 10-8 sussurro, voce bassa
20 0,0002 10-10 respiro
0 0,00002 10-12 soglia di udibilità (1 – 5 kHz)
* 1 Pa = 1 N·m-2 = 10 dine·cm-2
CARATTERISTICHE TIPICHE DI ALCUNE SORGENTI SONORE
bel [B] = log(I/I0) decibel [dB] = 10⋅log(I/I0)
ORECCHIO ESTERNO
raccolta, convogliamento, eliminazione di interferenze
padiglione auricolare: suoni riflessi con ritardi diversi → timpano
(contributo alla localizzazione della sorgente sonora)
meato uditivo esterno: convogliamento
(in risonanza per determinate frequenze)
amplificazione massima per λ = 4·lmeato~ 10 cm → 3000 Hz
L’AMPLIFICAZIONE DELL’ORECCHIO MEDIO
membrana timpanicaS1 ~55 mm2
piede della staffaS2 ~3,2 mm2
F1 = F2
⇓⇓⇓⇓
P2 = P1·S1/S2 =
= 17,2·P1
Amplificazione del sistema di leva della catena degli ossicini: ~1,3
Amplificazione totale orecchio medio: 1,3·17,2 ~22,4
ORECCHIO MEDIOveshi i mesit
INPUTgrande superficie
sipërfaqe e madhe
(membrana timpanica)(membrana timpanike)
OUTPUTpiccola superficie
sipërfaqe e vogël
(piede della staffa)(këmba e yzengjis)
⇒
amplificazione: 20-30 volteamplifikim herë
TRASDUZIONE MECCANO-ELETTRICA DELLE CELLULE CIGLIATE
frequenze [Hz]
potenzialimicrofonici
bifasici
perditabifasicità
dep
ORGANIZZAZIONE TONOTOPICA DELLE STRUTTURE COCLEARI
punto di comunicazione fra rampa vestibolare e timpanica
membrana basilare:mappa tonotopica dei toni puri
AMPLIFICATORE COCLEARE - CELLULE CIGLIATE ESTERNE
rilasciate(filamenti di actina)
per entrata di K+
⇓⇓⇓⇓
allungamento cellula⇓⇓⇓⇓
vibrazione membrana basilare ↑↑↑↑
deformazione ciglia
1
2
3
4
5
LOCALIZZAZIONE DEI SUONI
ombra sonora
ν < 2000 Hz� ∆tinteraurale
(potenziale microfonico bifasico)
ν > 2000 Hz� ∆Intensità
(potenziale microfonico perde bifasicità)
Percezione della direzione del suono:1) ∆t trasmissione del suono ai due orecchi,2) intensità; orecchio più stimolato determina la direzione del suono.
CORTECCIA UDITIVA UMANAstazione finale di elaborazione
o associativa
aree associative talamiche
mappa tonotopica
RUMORE BIANCO E MASCHERAMENTO CONSONANTI
Al diminuire del rapporto segnale/rumore (S/N)le consonanti si confondono a gruppi
in base alle caratteristiche comuni
EFFETTI DEL RUMORE SULL’UOMO
percezione
effetti sul sistema motorio
effetti sul SNA
effetti su altre zone corticali
LOCALIZZAZIONE DELLA SORGENTE SONORA IN ARIA E IN ACQUAlokalizimi i burimit të tingullit në ajër dhe në ujë
arianë ajër
acquanë ujë
1531 m·s-1
344 m·s-1
UTILIZZAZIONE DEL SUONO IN VISIBILITÀ RIDOTTA
ritardo fra suono emesso e percezione eco = 8 s4 s→→→→←←←←4 s
⇒⇒⇒⇒ banco pesci a 4 s⇒⇒⇒⇒ ~1500 [m·s-1]·4 [s] ~6 km distante
~ velocità del suono in acqua
CORRELAZIONI STRUTTURALI FRA LE FORMAZIONI DELL’ORECCHIO INTERNO
Canali semicircolari(rotazione)
Complesso vestibolare(equilibrio)
LABIRINTO MEMBRANOSO
Endolinfa
Utricolo e sacculo(gravità e accelerazione lineare)
Perilinfa all’internodel labirinto osseo
Coclea(udito)
ripieno di circondato da
diviso in
comprende