lezione di scienze - il suono

ISTITUTO COMPRENSIVO STATALE " A. NARBONE"
CALTAGIRONE
Rosanna Martellino
1
MAPPA CONCETTUALE
Fenomeno che percepiamo grazie all’udito
Determinato da
Un corpo che vibra
I
L
Onde sonore
Costituito da
Mezzi
elastici
Si propaga attraverso
S
U
Gomma
Non si propaga attraverso
Mezzi
isolanti
Sughero
Cartone
polistirolo
O
Definito da
N
O
Aria
Buoni
conduttori
Intensità
altezza
timbro
Provoca fenomeni di
Riflessione
Risonanza
acqua
La nostra voce
il cinquettio degli uccelli
il rombo di un motore
il suono di uno strumento
lo squillo del telefono
il clacson di un’automobile
il fruscio del vento
lo scrosciare della pioggia
lo sbattere di una porta
lo scrosciare dell’acqua
il passaggio di un aereo
i cuccioli
i bambini al luna park
la folla
il mondo che ci circonda è un mare di suoni e di rumori in cui
siamo immersi e che percepiamo attraverso l’udito.
esperimento1
• Attorno ad un libro, sul quale avrai posto
due matite tendi un elastico in modo che
questo resti sollevato.
• Se lo pizzichi vedrai che l’elastico
comincerà a vibrare e finché vibrerà,
sentirai un suono.
• Quando l’elastico si fermerà il suono
cesserà
Perché tutto questo?
• Semplicemente perché…..
• Il suono è provocato dalle vibrazioni di un
corpo elastico
Esperimento 2
• Appoggia un righello sottile sul bordi di un
tavolo tenendolo fermo con una mano.
• Se con l’altra mano dai un colpo
all’estremità libera del righello, vedrai che
esso comincerà ad oscillare e. vibrando
emetterà un suono che cesserà appena
bloccherai il righello
Perché tutto questo?
• Semplicememnte perché…..
• Il suono è provocato dalle vibrazioni di un
corpo elastico
.
Come si propaga il suono?
• Il suono si propaga attraverso onde sferiche concentriche, dette
onde sonore, che si propagano come le onde formate da un sasso
lanciato nell’acqua.
• La propagazione è dovuta quindi ad una successione di
compressioni ed espansioni delle molecole dell’aria che nel loro
movimento oscillatorio in avanti e all’indietro formano le onde
sonore
Un mezzo per propagarsi
• Il suono per propagarsi ed arrivare a noi
dal punto in cui è stato prodotto, ha
bisogno di un mezzo che può essere l’aria,
o anche una qualsiasi sostanza solida,
liquida o gassosa.
Esperimento
• Materiale
• Una campana di vetro nella quale sia possibile creare il vuoto
(assenza di aria), una sveglia
• Che cosa fare:
• Inserisci la svegli all’interno della campana e, mentre aspiri l’aria
dalla campana fino a creare il vuoto, ascolta attentamente il
ticchettio.
• Cosa succede?
• A mano a mano che l’aria viene estratta dalla campana, il ticchettio
della sveglio diventa sempre più debole.
• Quando nella campana si è creato il vuoto, il ticchettio non si sente
più
• Cosa significa?
• Il suono non si propaga nel vuoto
• Per propagarsi ha bisogno di un mezzo, che in questo caso è l’aria
Come si rappresenta un’onda
sonora?
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Il grafico è detto sinusoide
La parte alta si chiama cresta
La parte bassa si chiama ventre
La distanza tra due creste o tra due ventri successive rappresenta la
lunghezza d’onda
La distanza tra una cresta o un ventre e l’asse della propagazione dell’onda
(x) rappresenta l’ampiezza del suono
Quando si ha una oscillazione
completa?
• Quando lo spostamento dell’onda porta
dal punto iniziale di quiete a una cresta, da
questa al ventre successivo e quindi alla
posizione di quiete susseguente
Con quale velocità si propaga il
suono?
• Il suono si propaga con velocità diversa a
seconda del mezzo attraverso il quale avviene la
sua propagazione.
• La velocità è maggiore nei corpi solidi, minore
nei liquidi e ancora inferiore nei gas
• Perché?
• Perché nei corpi solidi le molecole sono legate
strettamente tra di loro e quindi trasmettono
meglio le oscillazioni rispetto ai liquidi o ai gas
dove le molecole sono via via più distanti le une
dalle altre
Con quale velocità si propaga il
suono
•
•
•
•
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•
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•
La velocità del suono nell’aria è di 340 m/sec
Esperimento
Materiale
Due sassi, una piccola vasca colma d’acqua, un’asta di
ferro
Cosa fare?
Fai sbattere da un tuo compagno i due sassi tenuti
sott’acqua e ascolta
Ora immergi nell’acqua un’asta di ferro, avvicina l’altra
estremità all’orecchio, quindi fai battere ancora nello
stesso modo i due sassi sott’acqua e ascolta….
Cosa accade?
Cosa accade?
• Se ascolti il rumore prodotto dai sassi che si
propaga prima attraverso un liquido (l’acqua) e
po attraverso l’aria, lo senti distintamente.
• Ascoltando lo stesso rumore che si propaga
prima attraverso il liquido e poi attraverso un
solido (l’asta di ferro) lo senti meglio che nel
primo caso.
• COSA NE DEDUCI?
• Il suono si è propagato meglio attraverso il
solido.
pertanto
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•
le sostanze che attenuano poco il suono sono buoni conduttori
Le sostanze che attenuano molto il suono sono isolanti acustici o
fonoassorbenti.
Sono buoni conduttori
I liquidi
I metalli
Il suolo
I gas
Sono isolanti acustici:
La stoffa
La gomma,
Il vetro
La plastica
Il polistirolo,
Il sughero
Il cartone
Quali sono i caratteri che
distinguono un suono?
Frequenza
Intensità
Timbro
http://www.soloclassica.it/suono.htm
La frequenza
La frequenza (f) è il numero di oscillazioni
complete (n) che l’onda sonora compie nell’unità
di tempo(t) cioè f=n/t
La frequenza si misura in Hertz che corrisponde
ad un suono che compie una oscillazione
completa al secondo
ad una minore frequenza corrisponde una
frequenza maggiore lunghezza d’onda. Si
avranno suoni gravi
Ad una maggiore frequenza corrisponde una
minore lunghezza d’onda: si avranno suoni acuti
L’intensità
• L’intensità di un suono dipende dall’ampiezza
dell’onda sonora.
• In base all’intensità i suoni si distinguono in forti
e deboli
• L’intensità si misura in decibel (dB) secondo una
scala che va da o dB (l’intensità del suono
percettibile a stento dall’orecchio) a 120 dB, o
soglia del dolore (l’intensità di un rumore che
provoca dolore quando viene percepito), fino a
raggiungere decibel ancora maggiori per rumori
molto più forti
Il timbro
• Il timbro dipende dal tipo di sorgente che ha prodotto il
suono e rappresenta ciò che distingue un suono da un
altro avente la stessa frequenza e la stessa intensità
• Es. la voce
• I suoni di una stessa nota prodotti da un diapason, da un
violino o da una tromba sono diversi tra loro per il loro
timbro.
• I suoni puri sono quelli prodotti da un diapason uno
strumento che per la sua proprietà viene usato per
accordare gli strumenti musicali
Il diapason
• È costituito da una sbarretta di acciaio a
forma di U, le cui estremità vengono
chiamate rebbi, sostenuta da un manico di
acciario che è generalmente appoggiato
ad una cassetta di legno aperta da un lato.
• Colpendo uno dei due rebbi con una
sbarretta di metallo, il diapason vibra ed
emette un suono puro corrispondente ad
una nota precisa: do, re, mi, fa ecc
Che differenza c’è tra suono e
rumore?
• Si ha un suono quando i caratteri distintivi
frequenza, intensità e timbro si ripetono
con regolarità e sono ordinati e costanti.
• Si ha un rumore se i caratteri distintivi
sono disordinati e irregolari
La risonanza
• La risonanza è il particolare fenomeno per cui un corpo,
posto vicino a un altro che vibra con una certa
frequenza, inizia anch’esso a vibrare con la stessa
frequenza.
• I due suoni che ne derivano, si uniscono producendo un
unico suono rinforzato
• La cassetta di legno su cui poggia il diapason serve a
sfruttare il fenomeno della risonanza.
• Per questo funzione la cassetta di legno viene chiamata
cassa di risonanza
• Diversi strumenti musicali sono dotati di cassa di
risonanza: la chitarra, il mandolino, in banjo
La riflessione
• La riflessione è il fenomeno per cui,
un’onda sonora, se incontra un ostacolo di
grandi dimensioni (es. una montagna, un
muro..) ritorna indietro
• La riflessione delle onde sonore può
causare due fenomeni particolari:
• L’eco ed il rimbombo
L’eco
• Se l’ostacolo che riflette il suono è
abbastanza lontano (almeno 17 metri), le
onde riflesse ci arrivano con un certo
ritardo non incontrano le onde emesse e
danno origine all’eco che ci permette di
ascoltare il suono riflesso senza disturbi
Il rimbombo
• Se l’ostacolo che riflette il suono è vicino,
per esempio le pareti di una stanza vuota,
le onde riflesse tornano indietro dopo un
brevissimo intervallo di tempo, si
mischiano a quelle emesse e danno
origine al rimbombo che amplifica e
disturba il suono stesso
Infrasuoni e ultrasuoni
• I suoni che hanno una frequenza compresa tra i 20 e i
20.000 Hz si dicono suoni percettibili.
• I suoni che hanno una frequenza inferiore a 20 Hz, detti
infrasuoni, non sono udibili perché le vibrazioni dell’aria
non hanno la forza per far vibrare il timpano del nostro
orecchio
• I suoni che hanno una frequenza maggiore di 20.000 Hz
dono detti ultrasuoni. Non sono udibili dalle nostre
orecchie perché le vibrazioni dell’aria sono talmente
elevate che il timpano, non riuscendo a vibrare tanto
rapidamente, non entra neppure in vibrazione.
• Gli ultrasuoni sono uditi perfettamente dai cani, dai
delfini, dai pipistrelli.
Il “Bang sonico”
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Perché si dice che un aereo è supersonico?
Gli aerei si dicono supersonici perché viaggiano ad una velocità superiore a
quella del suono 340m/sec che corrisponde a 1220 Km/h
Come mai genera quel boato che viene detto “Bang sonico”?
Quando un aereo aumenta la velocità fino a raggiungere e superare la
velocità del suono, le onde sonore non fanno in tempo ad allontanarsi, ma
gli si accumulano davanti creando una vera e propria barriera detta barriera
del suono o muro del suono.
Per superare tale barriera, l’aereo supersonico deve aprirsi un varco.
Questo determina il forte boato
Il sonar
SOund Navigation And Ranging = navigazione e misurazione di distanze
mediante il suono. SONAR
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Il sonar è una complessa apparecchiatura che permette di misurare le profondità del
fondale marino o di localizzare relitti, banchi di pesci, sommergibili ecc.
Come funziona?
Il sonar, posto sotto la carena di una nave, emette ultrasuoni tramite un dispositivo
che registra anche l’istante in cui vengono emessi.
Quando le onde sonore arrivano sul fondale marino, vengono riflesse e ritornano alla
nave, dove sono captate da un altro dispositivo del sonar che registra anche l’istante
del loro arrivo.
Misurando l’intervallo di tempo interconso tra l’emissione e la ricezione dell’onda
sonora, e conoscendo la velocità di propagazione del suono nell’acqua di mare, si
ottiene la misura della profonditò del fondale marino. E’ sufficiente applicare la
formula s=vt (s corrisponde ad andata e ritorno)
L’ecografia
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L’ecografia si basa sulla riflessione del suono.
E’ un’importante tecnica diagnostica medica
Come funziona?
Un apposito strumento invia fasci di ultrasuoni sulla
parte del corpo da esaminare. Questi attraversano la
pelle e vengono riflessi dall’organo che si sta
esaminando.
• Le onde vengono rilevate da un apposito strumento e
trasformate in immagini;l’ecogramma
• L’ecografia è una tecnica innocua che viene eseguita
anche sulle donne in gravidanza per seguire lo sviluppo
del nascituro
ED ORA…..