Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Propagazione suono

Ciao a tutti
io e i miei colleghi abbiamo un dubbio(per voi penso di
facile soluzione).
Le onde sonore si propagano piu' facilmente nell' aria o nell' acqua?
C'è differenza tra onde sonore di diversa frequenza?
Come vengono definite le fasi di propagazione dell'onda sonora
prodotta da un altoparlante?
Grazie in anticipo per le risposte

 C'è differenza tra onde sonore di diversa frequenza?
Nella lunghezza d'onda.
--------------------------------
Inviato via 
http://usenet.libero.it

 prodotta da un altoparlante?
Se ho capito cosa intendi dire, si tratta di onde longitudinali, in cui il
movimento del mezzo è sullo stesso asse della propagazione dell'onda, cioè
del suono.
Al contrario altre onde, quelle sulla superficie dell'acqua per esempio,
sono dette trasversali perche la direzione del movimento del mezzo è
perpendicolare a quella dell'avanzamento dell'onda.
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@liberoLock.it> (Remove the Lock in your replies)
 
Bisogna sempre andare fino in fondo. (Capt. Smith, comandante del Titanic)
 

redax ha scritto:
 > Le onde sonore si propagano piu' facilmente nell' aria o nell' acqua?
Non sara' bello rispondere a una domanda con un'altra domanda, ma ho
bisogno di sapere che cosa intendi con "piu' facilmente"
 > C'è differenza tra onde sonore di diversa frequenza?
Anche qui: differenza da che punto di vista? Della propagazione?
 > Come vengono definite le fasi di propagazione dell'onda sonora
 > prodotta da un altoparlante?
Non ho capito...
Roberto Rosoni ha scritto:
 > Nell'acqua.
 > In generale, maggiore la densità del mezzo (restiamo però nel caso di
 > mezzi omogenei), maggiore la velocità di propagazione. Nel ferro è
 > ancora meglio.
Vedo che tu hai inteso la domanda come se si riferisse alla velocita'.
Puo' darsi...
Pero' guarda che non e' vero che maggiore densita' => maggiore velocita'.
Anzi e' il contrario, ed e' anche intuitivo: maggiore densita',
maggiore inerzia, minore prontezza a reagire a una sollecitazione...
Nella formula la densita' sta a denominatore, e a numeratore c'e' il
modulo di elasticita'. Quindi bisogna vedere quale dei due cresce di
piu' passando da un mezzo all'altro.
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 C'è differenza tra onde sonore di diversa frequenza?
Ti riporto quanto mi raccontava un amico ingegnere "acustico". In aria 
un suono percorre circa 5000 lunghezze d'onda prima di essere attenuato 
a un fattore 1/e= 37% del valore originario. Da questo si vede che i 
suoni gravi si sentono "piu` lontano" rispetto a quelli acuti, che hanno 
una lunghezza d'onda minore e quindi in meno spazio fanno le loro 5000 
oscillazioni. Oltre a questo fattore, bisogna includere il fatto che 
nell'onda sferica la potenza si distribuisce su un'area sempre maggiore 
di mano in mano che l'onda si allontana dalla sorgente.
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 Non ho capito...
Intendevo dire Compressione e.... penso rarefazione, ma non sono sicuro
Grazie

redax ha scritto:
 > Intendevo sia come velocità che come distanza percorsa a pari
 > intensità
Bene. Sulla velocita' ora sai tutto.
Sull'attenuazione, credo che in generale sia maggiore nei gas che
nei liquidi e solidi, ma non garantisco: dovrei cercare deidati.
 > Intendevo dire Compressione e.... penso rarefazione, ma non sono
 > sicuro Grazie
Vediamo se ora ho capito...
In un gas un'onda sonora puo' essere vista in due modi: come onda di
pressione (che e' quello a cui tu pensi) o come spostamento della
materia. Come hai gia' visto, lo spostamento nei gas e' solo
longitudinale.
Ma di solito si pensa alla pressione, che ha il vantaggio di essere
uno scalare.
Percio' la fase si definira' in base ai massimi e pminimi di
pressione.
Franco ha scritto:
 > Ti riporto quanto mi raccontava un amico ingegnere "acustico". In aria
 > un suono percorre circa 5000 lunghezze d'onda prima di essere
 > attenuato a un fattore 1/e= 37% del valore originario.
Questo mi riesce strano, perche' starebbe a significare che il coeff.
di assorbimento (definito come appunto l'inverso del tratto di spazio
in cui l'intensita' dell'onda si attenua di un fattore e) e' invers.
prop. alla l. d'onda, ossia prop. alla frequenza.
Invece su Landau, vol. 6, la formula (77.6) mostra una
proporzionalita' al _quadrato_ della fequenza.
 > Da questo si vede che i suoni gravi si sentono "piu` lontano" rispetto
 > a quelli acuti, che hanno una lunghezza d'onda minore e quindi in meno
 > spazio fanno le loro 5000 oscillazioni.
Questo sarebbe vero a maggior ragione se e' giusto quanto dice Landau.
Osservazione: il maggior assorbimento dei suoni acuti spiega perche'
quando un fulmine cade vicino si sente un "crack", mentre quando cade
lontano si sente un tuono.


 Intendevo dire Compressione e.... penso rarefazione, ma non sono sicuro
Quando si connettono i due altoparlanti di uno stereo all'amplificatore
occorre rispettare le polarita'. A questo scopo i fili degli altoparlanti
sono marcati in rosso e in nero. Cio' per evitare che l'altoparlante destro
lavori in controfase rispetto all'altoparlante sinistro. In parole
poverissime un suono "centrale" deve far vibrare le due membrane in fuori e
in dentro insieme.
E' forse questa la fase di cui chiedevi?
Salute
Mino Saccone

 Intendevo dire Compressione e.... penso rarefazione, ma non sono sicuro
Esatto. Questo č proprio un'onda longitudinale: zone di compressione e
rarefazione che si alternano lungo l'asse di emissione. Tra l'altro,
pensando al funzionamento di un altoparlante, con il cono che avanza ed
indietreggia, č facile immaginarsele.
Approfitto anch'io del thread per chiedere a tutti se qualcuno sa perché,
restando nel campo del suono udibile, i bassi non appaiono direzionali
all'udito, mentre gli acuti sě: notoriamente il posizionamento di un
subwoofer in una stanza č pressoché ininfluente (e non occorre stereofonia).
C'č una ragione "fisica" oppure č legata ad aspetti della fisiologia
dell'orecchio umano (o del processamento del segnale da parte del cervello)?
Ciao a tutti.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@liberoLock.it> (Remove the Lock in your replies)
 
Mia moglie fa dei piatti che si sciolgono in bocca. - E` cosě brava in cucina? - No, č che non li scongela.
 

Roberto Rosoni ha scritto:
 > Approfitto anch'io del thread per chiedere a tutti se qualcuno sa
 > perché, restando nel campo del suono udibile, i bassi non appaiono
 > direzionali all'udito, mentre gli acuti sì: notoriamente il
 > posizionamento di un subwoofer in una stanza è pressoché ininfluente
 > (e non occorre stereofonia). C'è una ragione "fisica" oppure è legata
 > ad aspetti della fisiologia dell'orecchio umano (o del processamento
 > del segnale da parte del cervello)?
Forse tutte e due?
Le due orecchie costituiscono un interferometro di base circa 20 cm.
Il sistema orecchio-cervello e' capace di rivelare la differenza di
fase, che vale 2pi*d*sin(alfa)/lambda, essendo alfa l'angolo della
sorgente rispetto al piano di simmetria.
Non so quanto sia la minima diff. di fase rivelabile, ma comunque vedi
che a 100 Hz sei in condizioni 10 volte peggiori che a 1 kHz.


 dell'orecchio umano (o del processamento del segnale da parte del
cervello)?
Penso che derivi dal meccanismo che usa il cervello per capire la direzione
del suono: sente il ritardo tra i segnali dell'orecchio destro e l'orecchio
sinistro, oltre ovviamente alla differenza di intensità. Del resto è
possibile provare col computer a sentire un suono con le cuffie ritardando
un canale rispetto all'altro di 1 millisecondo per sentirlo provenire da una
direzione laterale. Con le basse frequenze la differenza di fase rilevata è
troppo piccola e il meccanismo cerebrale non riesce a capire la direzione.
Probabilmente accade anche con frequenze abbastanza alte, tant'è che spesso
quando si sente un sibilo non si riesce a capire facilmente da dove
provenga.

 che a 100 Hz sei in condizioni 10 volte peggiori che a 1 kHz.
Le orecchie rivelano la differenza di fase? Questo non lo sapevo. Sapevo 
che l'orecchio e` abbastanza insensibile alla fase. Quello che fanno 
bene e` la misura della differenza di tempo di arrivo del segnale, 
misura che e` piu` precisa alle frequenze piu` alte. Inoltre i 
padiglioni auricolari danno un effetto direttivo tanto migliore quanto 
piu` corte sono le lunghezze d'onda.
Ciao.


Franco ha scritto:
 > Le orecchie rivelano la differenza di fase? Questo non lo sapevo.
 > Sapevo che l'orecchio e` abbastanza insensibile alla fase.
Vero, nel senso che se cambi la fase (alla sorgente) non te ne accorgi.
Ma qui il discorso e' divero.
 > Quello che fanno bene e` la misura della differenza di tempo di arrivo
 > del segnale, misura che e` piu` precisa alle frequenze piu` alte.
E che differenza c'e' fra misurare il tempo di arrivo e la differenza di
fase (per un segnale sinusoidael)?
 > Inoltre i padiglioni auricolari danno un effetto direttivo tanto
 > migliore quanto piu` corte sono le lunghezze d'onda.
Questo e' vero, e sicuramente conta anche questo.
Ricordo di aver letto anni fa suSci. Am. che un rapace notturno (mi
pare il barbagianni) ha le orecchie disposte asimmetricamente, ossia
ad altezze diverse e coi padiglioni orientati in modo diverso, si' che
riesce a discriminare non solo la direzione orizzontale, ma anche
quella verticale.


 fase (per un segnale sinusoidael)?
Non la vedo come misura di fase, perche' il segnale non e` una 
sinusoide, ma un segnale che ha un inizio temporale. Quello che viene 
fatta e` una correlazione temporale dell'inviluppo.
Ascoltando in cuffia, con segnali particolari (ad esempio il rumore di 
un elicottero), si riesce a generare la sensazione che la sorgente di 
rumore stia girando intorno alla testa. Si sfrutta ritardo fra i canali, 
intensita` e filtraggio in frequenza. Con una sinusoide la cosa viene 
molto meno bene perche' non c'e` un inviluppo variabile.


 (L. Wittgenstein)
Grazie per l'attenzione
Patrizio


 proporzionalita' al _quadrato_ della fequenza.
Rispondo in ritardo perche' avevo in casa solo un grafico e un 
riferimento bibliografico, che ho trovato in universita` durante un 
viaggio in italia. Ho fotocopiato l'articolo e me lo sono riportato qui.
Non ho invece avuto modo di guardare il landau.
Adesso prima di ripartire per un altro viaggio, provo a rispondere :-).
Come avvertimento iniziale bisogna vedere se si sta parlando di 
pressione o di densita` di potenza: fra i due c'e` un quadrato di mezzo, 
e questa era stato il mio primo pensiero. Credo comunque che si 
riferisse alla pressione.
Nell'articolo di Piercy Embleton e Sutherland, Review of Noise 
Propagation in the Atmosphere, J. Acoust. Soc. Am. Vol. 61 No 6, June 
1977, pag 1403 ci sono un po' di grafici di attenuazione riferiti alla 
distanza di una lunghezza d'onda.
In effetti l'attenuazione su una lunghezza d'onda dovuta a fenomeni 
classici e di rotazione e` proporzionale alla frequenza, e quindi, su 
distanza fissa, al quadrato della frequenza.
Questo comportamento e` ben approssimato per aria secca (1% di umidita` 
relativa) a partire da qualche decina di kHz in su.
Per aria con umidita` normale (35%-80%) le cose si fanno piu` complicate 
in quanto entrano in gioco dei fenomeni di rilassamento vibrazionale 
dell'ossigeno e dell'azoto che fanno si` che nell'intervallo da 100 Hz a 
10 kHz il fattore di attenuazione (per unita` di lunghezza) cambi forse 
di un fattore 3, al posto di un fattore 100  come ci si aspetterebbe 
dalla teoria classica.
Da aggiungere che questo fattore di attenuazione reale, e` dalle parti 
di qualche unita` per diecimila, mentre l'attenuazione classica a 1 kHz 
e` circa dalle parti di 10^-5. A frequenze di qualche centinaio di Hz 
fino a 1-2 kHz prevale l'effetto dell'azoto, mentre a frequenze piu` 
alte (fino a molte decine di kHz) e` l'ossigeno a determinare 
l'attenuazione.
Negli anni 70 la teoria che c'e` dietro a questi fenomeni di interazione 
umidita`/gas, non sembrava ancora ben assestata. Per ottenere una 
previsione buona si devono agiustare due coefficienti liberi (per far 
venire i conti :-)). L'articolo cita recenti (allora) evoluzioni che 
permettono di avere una previsione dell'attenuazione with a firm 
theoretical base :-). Cosa sia capitato in seguito non lo so.
Ciao
