Domande acustica ambientale

Da "Fisica, onde Musica": un sito web su fisica delle onde e del suono, acustica degli strumenti musicali, scale musicali, armonia e musica.

Perché quando si mette la testa sotto l'acqua nella vasca da bagno i rumori della casa si sentono meglio?

Il fatto può apparire ancora più strano se si ricorda che il suono non si propaga dall'aria all'acqua, e viceversa (questo fatto ha anche importanti applicazioni riguardo al funzionamento dell’orecchio medio e dell'ecografia ecografia medica).

Infatti l'impedenza dell'aria è solo circa un millesimo di quella dell'acqua, e questo significa che quasi tutta l'energia acustica che proviene da uno dei due mezzi e incide all'interfaccia tra aria e acqua viene riflessa, e non trasmessa nell'altro mezzo.

Invece la trasmissione è possibile tra l'acqua e le pareti solide della vasca. Se ne conclude che i suoni che si sentono con la testa sott'acqua provengono dalle vibrazioni trasmesse direttamente alle strutture dell'edificio. Si sentiranno quindi bene tonfi, calpestii e rumori che si producono per urti, ma non altrettanto le conversazioni.

Un'ultima nota riguarda l'effetto straniante che possono avere i suoni percepiti nell'acqua (per esempio anche nel mare). Esso dipende in parte dal fatto che la localizzazione spaziale della sorgente sonora dipende molto dalla misura, effettuata dal cervello, della differenza dei tempi di arrivo dei suoni alle due orecchie. Ora, in acqua la velocità del suono è circa mille volte superiore a quella in aria. Quindi la localizzazione diviene molto più imprecisa, e in genere del tutto impossibile, perché il cervello non è in grado di risolvere differenze di tempi così piccole. I suoni sembrano provenire "da tutte le parti".

Perché nella doccia si ha spesso la sensazione di cantare meglio?

In condizioni normali il suono che emettiamo è recepito dal nostro sistema uditivo sia per mezzo della conduzione ossea sia per mezzo della modesta riflessione che avviene quando l'onda sonora passa dalla nostra cavità orale all'aria aperta. In tale passaggio, la variazione di impedenza che incontra l'onda sonora, determina la formazione di onde riflesse che arrivano poi al nostro timpano. Le pareti del box doccia aumentano ovviamente la quantità di energia riflessa che arriva al nostro timpano. A causa delle ristrette dimensioni del box, esse riflettono in modo particolarmente efficiente onde aventi frequenze vicine proprio a quelle del canto, portando alla formazione di onde stazionarie che, arrivando al nostro timpano, rinforzano l'onda sonora originariamente emessa. Se vuoi approfondire in che modo le dimensioni dell'ambiente selezionano le frequenze delle onde stazionarie visita le pagine acustica architettonica ed interferenza tra onde riflesse.

È vero che appoggiando l'orecchio alle rotaie si può sentire il rumore del treno che arriva molto prima di sentirlo in aria?

Si tratta di un esempio un po' datato, anche se corretto, per indicare una prova del fatto che la velocità del suono nei solidi è molto superiore alla velocità del suono in aria.

Un esempio del genere sembra particolarmente appropriato nel mondo del far west appena colonizzato, dove interminabili tratte ferroviarie, su cui viaggiavano lenti e rarissimi treni, si stendevano in spazi sconfinati e silenziosi. Se si considera però che i treni allora andavano a carbone, e lasciavano una vistosa scia di fumo, può darsi che accostare l'orecchio al binario non fosse il modo più rapido di accorgersi dell'arrivo di un treno.

Oggigiorno, considerando che il traffico dei treni è incredibilmente più denso e frequente, che buona parte dei binari passa in zone urbane, o comunque in zone relativamente rumorose, e che ad ogni incrocio c'è un segnale luminoso ed acustico di passaggio a livello, non sembra il caso di usare questa tecnica per convincersi della sua veridicità.

In certe sale da concerto ho visto dei pannelli bucherellati appesi alle pareti. A che cosa servono?

Essi servono a modificare le caratteristiche di assorbimento delle pareti cioè il rapporto tra la frazione di energia che arriva alle pareti e quella che viene da esse assorbita. Come spiegato nella pagina relativa all'acustica architettonica è possibile modificare in parte le caratteristiche acustiche di una sala (a seconda del tipo di musica eseguita) modificandone in parte gli arredi mobili (tendaggi, pannelli semoventi, aggiunta di tappeti, moquette ecc..). La geometria degli arredi mobili (ad esempio la presenza di buchi) è finalizzata all'assorbimento selettivo di certe frequenze.


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