Acustica 1 Flashcards
Suono
Vibrazione acustica capace di determinare una sensazione uditiva
Cosa determina il cambiamento della pressione acustica statica?
Il fenomeno di compressione e rarefazione
Come si misura la pressione acustica
in Pascal (Pa)
Qual è la pressione in assenza di vibrazione acustica?
100.000 Pa
Pressione atmosferica
Variazioni min e max di pressione che l’orecchio può sopportare
Min: ±20 μPa (soglia udibile)
→ 0 bB spl
Max: ±100 Pa
→ 134 bB spl
NB: soglia del dolore: 20 Pa (120 dB)
NB: variazioni molto piccole rispetto la pressione atmosferica
Dove è posizionato il timpano?
È teso tra il condotto uditivo e l’orecchio medio
Nel suono, l’aria si propaga?
No, si propaga il fenomeno di compressione e rarefazione
Cos’è la lunghezza d’onda?
La distanza (m) tra due identiche porzioni consecutive di suono
Qual è la velocità del suono a 20°
344 m/s (approx: 340 m/s)
Grandezze fondamentali
Frequenza (f): num cicli/s - Hz
Lunghezza d’onda (λ) - m
Velocità suono (c) - m/s
Periodo (T) - s
Formula velocità suono
c = fλ = λ/T
Range lunghezze d’onda
1 Hz = 340 m
20 Hz = 17 m
20 kHz = 1.7 cm
Perché negli ambienti chiusi le basse sono difficili da gestire?
Perché il suono inizia a riflettersi (con conseguenti problemi di fase) prima di aver avuto il tempo di distribuire l’energia di un ciclo
Riflessione: in che condizione si ha la massima energia riflessa?
Quando la superficie su cui si riflette il suono è rigida e piana
Riflessione: quando ho assorbimento?
Quando la superficie di impatto: • è spugnosa • di materiali che presentano alto attrito con l'aria • presenta micro-concavità o "trappole" • è flettente
Riflessione: quando ho diffusione?
In caso di superficie d’impatto convessa
Caratteristiche della riflessione
Il riflettore deve essere grande almeno quanto la lunghezza d’onda.
L’angolo di incidenza eguaglia l’angolo di riflessione (principio della sorgente immaginaria - specchio)
Cos’è la diffrazione
Il curvare delle onde attorno ad un ostacolo.
Gli effetti di diffrazione sono rilevanti quando la lunghezza d’onda è comparabile con la dimensione dell’ostacolo.
- Ostacolo
- Apertura
Cos’è la rifrazione
La curvatura delle onde dovuta ad una variazione di velocità dell’onda stessa nel suo mezzo di propagazione.
- Termica: la velocità del suono è leggermente più alta nell’aria calda che nell’aria fredda (suolo caldo - suono va in alto)
- Vento: suono controvento rifratto verso l’alto (a favore di vento rifratto verso il basso)
Perché l’orecchio umano non riesce a localizzare le basse frequenze?
Perché la testa ha un diametro medio di 18 cm e crea diffrazione per le onde con lunghezza d’onda di uguale o minore lunghezza (17 cm = 2 kHz).
Cos’è l’interferenza?
L’interazione di più fenomeni sonori in un punto dello spazio
Come può essere l’interferenza?
Costruttiva: aumenta l’ampiezza;
Distruttiva: diminuisce l’ampiezza.
Quando compare la risonanza all’interno di una stanza?
Quando la stanza ha pareti parallele e la loro distanza eguaglia la lunghezza d’onda di un suono presente.
λ = c / distanza pareti
Es distanza 3,4 m ➜ 100 Hz
Quante ottave sopra un middle C possono essere sentite?
6
C4 → 256
C5 → 512
…
C10 → 16kHz
Quando si generano le onde stazionarie?
Si generano ovunque le onde vengano riflesse verso le onde che stanno arrivando.
Le onde si attraversano reciprocamente, ma i nodi ed i ventri dell’interferenza paiono immobili.
Cos’è il decibel SPL?
Rapporto tra: - valore di riferimento (2*10^-5 Pa = 20 µPa) limite udibilità - valore misurato
dB SPL = 20*Log(P/Pref)
Limiti in dB dell’orecchio umano
- 0 dB = limite udibilità
- 120 dB = soglia del dolore
ADSR
Modello per l'inviluppo del suono: 🄰 Attack 🄳 Decay 🅂 Sustain 🅁 Release
Suoni percussivi hanno DSR = 0
Calcoli con i logaritmi
Log(a*b) = Log(a) + Log(b) Log(a/b) = Log(a) - Log(b) Log(a^b) = b*Log(a)
Cos’è una camera anecoica
Camera completamente priva di eco e completamente silenziosa
Esperimenti senza rumore di fondo
Rumore di fondo di uno studio di ripresa ∿ 30 dB
Aumento dei livelli di energia e dB
- x 2 ➜ +6 dB
- x 4 ➜ +12 dB
- x 8 ➜ +18 dB
- x10 ➜ +20 dB
- x100 ➜ +40 dB
- x1000 ➜ +60 dB
Perché in alcuni mixer il master fader va da -∞→0?
Perché in quel caso la Pref è la massima pressione sonora erogabile
• max quando P = Pref ⇒ 20Log(Pref/Pref)=0 dB • min quando P piccolissima es 1000 volte più piccola di Pref ⇒ 20Log(10^-3) = -60 dB
Propagazione del suono in campo aperto
Situazione: sorgente puntiforme al centro di ipotetiche sfere concentriche
Proporzionalità quadratica inversa con aumento della distanza.
👉🏻 6 dB al raddoppio della distanza
NB: aggiungendo l’effetto suolo sarebbero 5 bB
Propagazione cilindrica
👉🏻 3 dB al raddoppio della distanza
Quando posso considerare la sorgente puntiforme?
Quando la mia distanza dalla sorgente diventa superiore alla dimensione della sorgente stessa
Curve isofoniche
Grafico che ci dice come varia la sensibilità dell’orecchio umano nei confronti dell’energia sonora al variare della frequenza.
L’orecchio umano è maggiormente sensibile ai suoni che sono compresi fra 1 e 5 kHz (parlato)
L’orecchio si comporta in modo lineare solo a 1 kHz
Somma di pressioni acustiche
Se a una sorgente acustica ne aggiungo una seconda, l’aumento di energia (in dB rispetto alla sorgente acustica di livello più elevato) dipende dalla differenza di livello delle due:
- 0 - 1 dB ➜ +3 dB
- 2 - 3 dB ➜ +2 dB
- 4 - 9 dB ➜ +1 dB
- > 10 dB ➜ ininfluente
Siccome l’orecchio umane non percepisce in maniera lineare sulle frequenze, è possibile (conoscendo le freq) intervenire sui conti aggiustando i lvl in base alle curve di pesatura (A, B e C)
Coefficiente di assorbimento
α = (E assorbita / E emessa)
0 ≤ α ≤ 1
0 → completamente riflettente
1 → completamente assorbente (finestra aperta)
Assorbimento dipende da freq.
α medio = (α250 + α500 + α1k + α2k)/4
Riflessione, assorbimento e trasmissione
In un ambiente chiuso
Energia incidente =
• energia riflessa +
• energia trasmessa (anche per vibrazione) +
• energia assorbita (trasf. in calore)
1 = ρ + τ + α
Tipi di fonoassorbenti
① A frizione (perdita di energia x attrito, trasformazione in calore): tramite materiale poroso.
👉🏻 alte frequenze
② A flessione (perdita di energia x trasformazione in movimento): tramite materiale flessibile.
👉🏻 basse frequenze
③ A risonanza (assorbimento mediante cavità)
👉🏻 selettiva
Tempo di riverberazione
Tempo necessario affinché la densità sonora di un impulso discenda di 60 dB
T60 = 0,163 V / A
• T60 tempo riverberazione (s)
• V volume sala (m³)
• A assorbimento totale (m²)
A = ∑Sα
S → sup di ogni materiale (m²)
α → coeff. di assorbimento
• 0,163 cost (m/s)
Distanza critica
La distanza dalla sorgente alla quale la pressione del campo riverberato eguaglia la pressione acustica del suono diretto.
Come si definisce l’isolamento acustico
D = Lps - Lpr
- D: isolamento (dB)
- Lps: Lvl pressione sorgente (dB)
- Lpr: Lvl pressione ricevente (dB)
Deve essere
Lps - D ≤ Lpf
• Lpf: Lvl pressione fondo del ricevente (dB)
