lunedì 27 aprile 2009

RIFLESSIONE, DIFFRAZIONE, RIFRAZIONE, ASSORBIMENTO.

Come si comporta il suono quando interagisce con degli ostacoli? Generalmente il materiale di cui è composto l'ostacolo e le sue dimensioni condizionano la natura dell'interazione al pari del contenuto di frequenze del suono che si sta considerando. Si possono verificare (spesso contemporaneamente) 4 situazioni:


° Riflessione
E' il fenomeno acustico che si verifica quando l'onda sonora incontra un ostacolo e torna indietro (cambia quindi direzione).
Un'onda che incide su una superficie piana con un angolo di incidenza α (tra la normale alla superficie e la direzione di propagazione dell'onda) viene riflessa con un angolo di riflessione pari ad α (quindi gli angoli di incidenza e riflessione sono uguali). Le superfici concave vengono evitate in acustica in quanto tendono a concentrare il suono in un preciso punto (focalizzazione) creando distribuzioni sonore disomogenee. Vengono invece utilizzate per la costruzione di microfoni direzionali in quanto consentono di amplificare segnali anche molto deboli.
Viceversa le superfici convesse hanno la proprietà di diffondere il suono (dispersione) e dunque sono ampiamente usate per migliorare l'acustica degli ambienti. Quando un'onda che si riflette su una superficie convessa, il prolungamento dell'onda riflessa passa per il fuoco della superficie.
L'eco è un esempio di riflessione: onde sonore contro un ostacolo che vengono a loro volta nuovamente "percepite" dall'emettitore più o meno immutate e con un certo ritardo rispetto al suono diretto. Tale ritardo non dev'essere inferiore ad 1/10 di secondo. Al di sotto di tale valore non si può più parlare di eco ma di riverbero.Un tipico esempio di riverbero è quello prodotto in una stanza dalla riflessione di onde sonore sulle pareti perimetrali.
Si parla propriamente di eco quando le singole riflessioni dell'onda sonora sono percepite distintamente dall'ascoltatore.
In termini più generali, l'eco può essere definita come un'onda che viene riflessa da una discontinuità nel mezzo di propagazione, e che ritorna con una intensità e ritardo sufficiente per essere percepita.Può essere "utile" (come nei sonar) o "indesiderata" (come nei sistemi telefonici)
Ricapitolando: si ha riverbero quando l'onda incidente si confonde nell'orecchio dell'ascoltatore con l'onda riflessa, mentre si ha eco quando le due onde risultano distinte.
Quando un suono si propaga in una stanza, raggiunge l'ascoltatore in diversi modi. Il primo segnale che arriva all'ascoltatore è anche il più forte ed è quello a) segnale diretto ossia quello che compie il percorso minore tra sorgente sonora e ascoltatore. Dopo il segnale diretto arrivano, con un breve sfasamento, i segnali che hanno subito una sola riflessione su una parete e dunque hanno ampiezza minore rispetto al segnale diretto a causa della perdita parziale di energia dovuta alla riflessione. Chiamiamo tali segnali b) prime riflessioni ('suono precoce' in alcuni testi). Dopo un ulteriore ritardo arrivano tutti i segnali che hanno subito più di una riflessione, di ampiezza ancora minore rispetto alle prime riflessioni. Questi vengono chiamati c) grappolo di riverberazione ('reverb cluster') a indicare che questi segnali non vanno considerati singolarmente ma piuttosto come un corpo unico.


° Diffrazione
Mutamento di direzione di un onda sonora a causa di un ostacolo (superarlo girandoci attorno). Se il pannello (ostacolo) è più piccolo della lunghezza d'onda, la diffrazione sarà significativa e l'onda si ricostituisce dietro l ostacolo dopo aver perso un pò di energia; se invece il pannello è grande, l'onda viene in gran parte riflessa e si forma una zona d'ombra. Tutto dipende dalla freqeunza in quanto suoni con una grande lunghezza d'onda (e dunque bassa frequenza) superano con facilità ostacoli con una dimensione minore della loro lunghezza d'onda. Questo è uno dei motivi per cui le prime frequenze che vengono attenuate sono quelle alte mentre quelle basse si propagano a distanze molto maggiori.


° Rifrazione
Con tale termine si indica il fenomeno secondo il quale un'onda che attraversa due mezzi di diversa densità cambia direzione nel passaggio dall'uno all'altro. Tale comportamento è facilmente spiegabile se teniamo presente che il suono viaggia più velocemente in mezzi più densi.


° Assorbimento
Puo` essere descritto come la conversione di energia acustica in energia termica da parte di una superficie. In altre parole, quando un suono viene a contatto con un ostacolo, gli trasferisce energia che viene dissipata sotto forma di calore.
Il coefficente di assorbimento esprime il rapporto tra energia assorbita e energia incidente.

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