produzione del suono e sue caratteristiche

delsuono
e trasmissione
Produzione
del suono
La produriane
Il suono si ottiene dalle vibrazioni
di un corpo elastico. Per pensarea un
colpo elasticochevibra,proviamo a immaginareun elasticotesotra due chiodi
che si trovano ai margini di una tavoletta
di legno. Se proviamo apizzicare I'elastico,notiamo che questo tniziaa vibrare
e produceun suono.Dopo qualchesecondo, quando finiscela vibrazione,il
suono non si sentepiù e I'elasticotorna
nella posizioneiniziale.
Possiamodire quindi che: il suono è generato da un corpo che vibra e, di conseguen"a,ogfii corpo che, vibrando, produce un suono diventa una sorgente sonora. Se pensiamoagli strumenti musicali
possiamodire cheil suonoè generato
dallevibrazionidi pelli (nellepercussionicomei tamburi),corde (neglistrumenti a cordacomela chitarrao il violino),sottili lrrmelle di legno (in alcuni
strumentiafratocomeil clarinetto),labbra dell'esecutore (in altri strumentia
fiatocomela tromba).
Neglistrumentia fiato il suonoviene
generatodallavibrazionedellelabbra
dell'esecutore.
del suono
Latrasmissione
La sorgentesonoraè solo I'inizio del percorsolegato al suono perché questo,per
essereÀconosciutocometale,deve anivarefino a noi. Considerandoperò che il suono
"non Si Vede",che cosa e, soprattutto, in che modo arriva al nostro cervello?
Una vibrazione ha un movimentOdi "Andala"e uno, oppOsto,di "ritOrno". Quando
lavibrazione produce il movimento di andatasi ha, nell'ariache ci circonda,un fenomeno detto di compressione. Quando invece iniziail movimento di ritorno, si ha
un fenomenodetto dirurefazione. Durante la compressionele particelledell'aria si
spostanoin avanti e vanno a colpire altre particelle.Nella rarefazione,invece,tornano
tutte nella posizione iniziale.Quelle colpite fanno la stessacosacon altre e, graziea
giungefino a noi. Il suononon si propaga
tutti questipiccoli spostamenti,lavrbrazione
solo nell'aria,ma anchenei liquidi o nei metalli. Nell'aria si diffonde con una velocità
di circa 340 metri al secondo, nei liquidi con una velocità di circa 1.500 metri al
secondo e nei metalli raggiungei 5/6.000 metri al secondo.
a
ri-*
j
l
l
Per avereun'idea"visiva" di come
si propaga il suono intorno a noi
bastapensarea un sassogettato
nelle calme acque di uno stagno.
Il sassoentra in acqua e genera
una serie di piccole onde a
forma di cerchio che si propagano in ogni direzione.Il suono
si propaga nello stessomodo.
Esistonoperò particolari situazioninelle quali il
suono non si propagrl Nel "vuoto" (in assenza
di aria)la vibrazionenon riescea muoversidalla
sorgentesonorae, pertanto,non si diffonde.Immaginiamo una svegliaprogrammata per suonare auna certa ora. Se questasvegliaviene riposta sotto una campanadi vetro, dalla quale
togliamo I'aria interna con una piccola pompa,
quando inizierà,asuonarenoi non sentiremoalcun suono.
ì
l
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I
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tl
L'udito
'ì
ì
I
orecchio
esterno
orecchio
medio
orecchio
interno
L'ultima parte del percorso
del suonoè l'arrivo al nostro padiglione
auricolare
orecchio e al nostro cernervoacustico
vello. L'organo sensoriale
(l'orecchio)ha il compito di
raccoglierele vibrazioni,trasformarlein impulsi nervosi
e farle anivare al cervello,
finale
per la classifìcazione
del suono. L'apparato uditimpano
tivo è diviso in tre parti:
condottouditivo
orecchio esterno,orecchio
medio,orecchiointerno.
L'orecchio esterno è formato dal padiglione auricolare, dal condotto uditivo e dal timpano.Il padiglione
auricolareè la parte esterna ehalafunzione di raccoglierele vibrazioni presenti
nell'aria circostante.Essevengono indirizzateversoI'interno del condotto uditivo al
termine del quale raggiungonoil timpano. Questo è formato da una membranache,
con I'arrivo del suono,vibra, trasmettendolavibrazione a una seriedi ossiciniposti
nell'orecchiomedio.
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All'interno dell'orecchio medio, invece,troviamo tre ossicinichiamatimartello,
incudine e staffa. Questi hanno il compito di trasportareil segnaledal timpano
all'orecchiointerno e, attraversoun vero e proprio sistemadi leve,trasmettonola
vibr azioneamplificata.
Infine, nell'orecchio interno troviamo la coclea, dallaforma simile al gusciodi una
lumaca.La cocleacontieneun liquido che viene messoin movimento dal segnaletrasmessodalla staffa(l'ultimo dei tre ossicini).Questomovimento stimolaun gruppo
di terminazioni nervosecollegateal nervo acustico il quale è collegato,a suavolta,
al cervello.
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Esiste anche un evento particolare legato all'intero percorso del suono.
Questo fenomeno
prendeil nome di eco. Per eco s'intendela possibilitàdi ascoltare2o più volte il suonoprodotto, come se, una volta generatodalla sorgentesonora,il suono rimbalzasseda qualche
parte e tornasseal nostro orecchio.In effetti è proprio quello che succede:levibrazioni partono dalla sorgente, rimbalzano su un ostacolo e tornano indietro. Naturalmente tutto
questoaccadesolo in determinatecondizioni.
Per capire come awiene I'eco occorre conoscerele seguentiinformazioni:
f . il suono,come abbiamodetto,viaggianell'ariaa una velocità di circa 340 metri al secondo;
2. il nostro orecchio riescea distinguere2 suoni distinti se questi arrivano con un intervallo
di almeno Vl\ dj secondo;
3. I'ostacolo,sul quale úmbalzail suono (per esempiounamontagna otnpalazzo), deve
esserea una distanzaminima di 17metri dalla sorgentesonora.
Quando si verificano questetre condizioni accadeche:
il suono,una volta prodotto, inizia il suo viaggio nell'aria,glunge subito al nostro orecchio e
noi abbiamoun primo ascolto. Levibrazioni "sbattono"poi sull'ostacoloe tornano indietro
pronte a raggiungeredi nuovo il nostro orecchio.Per poter avereun secondo ascolto, però,
devepassarealmeno YlÙ disecondo, perché sepassaun tempo minore il nostro oreóchio
non è in grado di distingueredue suoni separati.In Vl\ di secondoil suono, che viaggia a
340 metri al secondo,percorre 34 metri. Questaè la distanzache comprende sia I'andata
che il ritorno del viaggio del suono.Quindi, la distanza dall'ostacolo sul quale rimbalzano
le vibrazioni deve essere pari alla metà dell'intero percorso, cioè 34:2 = 17 metri.
***llt)t)ilil)
defsuono
Lecaratteristiche
perle loro caratteristiche
facilmenteclassificati
Tirtti gli oggettivisibilipossonoessere
qualiia foi-a, lalunghezza,il peso,il colore,ecc.Ma cosaaccadequandoparliamo
dei suonichesi sentóno -u nà.t si vedono?È possibileclassificarli?
benprecisee questesonoI'inperchéhannocaratteristiche
I suonisonoclassificabili
tensità, l'altezza,la durata e il timbro.
Gli scienziatihanno trovato un modo per
rappresentaregraficamenteil suono.Utilizzano la sinusoide, che è una linea formata da curve che si ripetono. Queste
curve formano delle oscillazioni rispetto
alla linea centrale. Un'oscillazionecompleta è chiamataperiodo.
lJtihzzando la sinusoidesiamo in grado
di avereuna rappresentazionegrafica di
tutte le caratteristichedel suono.
L'intensità
lii
tl
più "cit^ta"nellavita di tutti i giorni.
L'intensità del suonoè forsela caratteristica
Natula televisione?>.
Quantevolte in casai genitoridiconoai figli uvuoiabbassare
I'intensità.
riguarda
ralmentesi riferisconoal volume,edè proprioquestoI'aspettoche
Gli aggettiviutilizzatiperquestacaratteristicasonopÍano e forte.
A [và[o graficola sinusoidedi un suonopotentee quelladi un suonodebolesi differenzianoper I'ampiez,zadellavibrazione, cioèla distanza della curva rispetto
all'assecentrale.
Il suonopotenteè rappresentato
con una curva molto distante
dall'assecentraleal contrariodel
suonodeboleche ha una curva
molto più vicinaall'asse.
L'unità di misura dell'intensità
è il Decibel (dB).Un suonocon
un'intensitàpari a'20 dB è molto
più deboledelsuonochehaun'intensitàparia 100dB.
Il nostroorecchioriescea percepire anchesuoni molto deboli,
mahaunasogliadi sopportazione
versoquellitroppo potenti. La
soglia corrisponde a 130/140
dB. Al di sopradi questamisura
il suonopuò provocaredoloreo
uditivo.
anchedanniall'apparato
w
ù
sveglia
Nel linguaggio musicale
I'intensitàdelsuonoprendeil
nome di dinamica e viene
indicatanel seguente
modo:
pp - pianissimo
p = piano
mP= mezzopiano
mf= mezzoforte
-f= forte
/= fortissimo
( = crescendo
) = diminuendo
"',*-"-Jm
L'aftezza
L'altezzaè quellacaratteristicache ci
fa distinguereun suono bassoda uno
alto e gli aggettivi:utilizzati,quandosi
parladell'altezza deisuoni,sonograve
(basso)e acuto (alto). I suoni gravi
sono quelli prodotti da un numero
basso di vibrazioni, mentre i suoni
acuti sono prodotti da un alto numero
di vibrazioni.Il ripetersidellevibrazioni, che corrispondeal ripetersidei periodi
nellasinusoide,
determinala frequenza.L'unitàdi misuradellairequenzaèl'Hertz
(chesi indicacon Hz) dal nomedel fisicotedescochestudiòqu"rio fenomeno.Se
un suonoha unafrequenza di 1.000Hz significacheil numerodelleoscillazioni
complete (periodi)chesi determinano
perognisecondoè pari a milleed è più acuto
di un suonocheha unafrequenza
dj 100Hz.
$mffrmms*ffi
ffi#ffi sx#.
r,r*m**rl,t
i
Ci sonodei suoniche il nostroorecchionon riescea sentireperchéhannoun numero di
vibrazioni troppo alto (sonotroppo acuti)oppureperchéhannoun numero di vibrazioni
Íoppo basso(sonotroppogravi).L'orecchioumanoè in gradodi percepiresuonicon una
frequenzacompresada un minimo di circa 16 Hertz
-r..imo di circa 20.000
"-or, infrasuoni,
Hertz.I suonicon un numerominoredi 16 Hertz si chiamano
mentrequelli
con un numeromaggioredi 20.000Heftz prendonoil nomedi ultrasuoni.
,,,:,@ *b.
Questiultimi vengonoperòpercepitida
alcunianimalicomecani,delfìnie pipistrelli.Nel casodei canipossiamopensarea quel curiosofischietto a ultrasuoni che hanno gli addestratori.
Quandoessifischiano,le personenon
sentonoil suono,ma i canisì.
di navigaSingolareè poi il <<sistema
zione, dei pipistrelli. Questianimali
- chesonociechi- produconodegliultrasuonicherimbalzanosugliostacolie
tornano al loro orecchio.In baseal
tempo trascorsoda quandoparte il
suono a quando ritorna, i pipistrelli capisconoIa distanzadell'ostacoloe cambianodirezione
di volo. Quando I'ostacolo non è un oggetto ma una preda, i pipistrelli ttilizzano questo
sistemacome valido strumento di caccia.
Ladurata
La durata è forse la caratteristicapiù sempliceda definire,perché riguarda il concetto
o
di tempo. Quantevolte abbiamodetto che quella partiia udura ancoramezz'ora>>,
tempo
riferiamo
al
In
questi
casi
ci
che quel film uè stato bello ma è durato troppo>.
che è trascorso dall'inizio alla
fine di un determinato evento.
La durata di un suono è quella
caratteristicache determinaquanto
quel suono dura nel tempo. Gli
aggettivi úilizzati sono quindi
lungo o corto. Nel linguaggiocomune il concetto di durata è
espressoin secondi,minuti, ore,
giorni, ecc.
Nel mondo musicale il concetto
di durata è espressodalle figure
di durata (semibreve,minima, semiminima, croma, semicroma,biscroma,semibiscroma).
ll timbro
Il timbro è la caratteristicache ci fa dire se riteniamo un suono bello o bruffo, ma
anchenasale,stridulo o vellutato. Il timbro è, in sostanza,il"carattere" della voce
dello strumento che produce il suono. Immaginiamo di avere due compagni di
classeche suonanoi seguentistrumenti:violino e clarinetto.Seli facciamousciredalI'aula e chiediamo loro di eseguire,uno dopo l'altro, lo stessosuono (per esempiola
'.ru
nota La), siamo in grado di riconoscerequello eseguitodal violino e quello prodotto
dal clarinetto?La rispostaè sì, ed è grazie al loro timbro che riusciamo a sentire la
differenza.Iltimbro si differenzianei vari
strumentiper la diversità del materiale
con cui questisonoprodotti (cene sonoin
legnoo in ottone)e ancheper la modalità
con cui viene prodotto il suono.
Il violino è di legnocomeil clarinetto,ma
nelprimo casoper ottenereil suonosi strofina una corda,mentrenelsecondocasosi
soffia attraverso una lamella di legno
(ancia).È per questocheil loro timbrorisulteràsenz'altrodiverso.
A livello grafìcole sinusoididi questidue
suonisi differenzieranno
per la forma della
loro onda.