Propagazione del Suono: Mezzi, Velocità, Riflessione e Rifrazione Acustica

Mezzi di Trasmissione del Suono

I suoni che sentiamo sono trasmessi attraverso l'aria, ma qualsiasi sostanza elastica, sia essa solida, liquida, gassosa o plasma, è in grado di trasmettere il suono.

L'**elasticità** è la proprietà di un materiale di cambiare forma in risposta a una forza applicata e di tornare alla sua forma originale quando la forza che causa la distorsione viene rimossa. L'acciaio è una sostanza elastica, mentre il mastice è anelastico.

Nei liquidi e nei solidi elastici, le molecole sono relativamente vicine tra loro, rispondono rapidamente ai movimenti relativi e trasmettono l'energia con poca perdita. Il suono viaggia 4 volte più velocemente in acqua che in aria, e circa 15 volte più velocemente nell'acciaio rispetto all'aria. Nei solidi e nei liquidi, il suono si propaga meglio che nell'aria. Mentre, se si colpiscono alcune rocce sommerse, si può sentire molto bene il 'click'.

**Liquidi** e **solidi cristallini** sono ottimi conduttori di suono, molto meglio dell'aria.

La **velocità del suono** è maggiore nei liquidi che nei gas, e ancora più elevata nei solidi. Il suono non si propaga nel vuoto, perché ha bisogno di un mezzo. Se non c'è nulla che possa comprimersi ed espandersi, il suono non può esistere.

Velocità del Suono nell'Aria

Il tuono si sente dopo aver visto il lampo. Ciò dimostra che il suono ha bisogno di un tempo considerevole per propagarsi da un luogo all'altro.

La **velocità del suono** dipende dalle seguenti condizioni:

• Aria (vento)
• Temperatura
• Umidità

Tutti i suoni si diffondono più rapidamente.

La velocità del suono in aria secca a 0 °C è di circa **330 m/s** (circa 1200 km/h). Il suono viaggia più velocemente in aria calda che in aria fredda, in quanto le molecole dell'aria calda hanno una maggiore velocità, si scontrano tra loro con maggiore frequenza e quindi possono trasmettere un impulso in meno tempo. Per ogni aumento di grado di temperatura superiore a 0 °C, la velocità del suono in aria aumenta di **0,6 m/s**; a 20 °C si propaga a circa **340 m/s**.

Riflessione del Suono

L'**eco** è un fenomeno di riflessione del suono. La frazione di energia trasportata dall'onda sonora riflessa è grande se la superficie è rigida e liscia, ed è minore se la superficie è morbida e irregolare.

L'energia acustica trasportata dall'onda sonora viene in parte riflessa e in parte assorbita dalla superficie. Il suono viene riflesso da una superficie liscia allo stesso modo in cui lo fa la luce. L'**angolo del suono incidente** è uguale all'**angolo del suono riflesso**.

A volte, quando il suono si riflette sulle pareti, sul soffitto e sul pavimento, le superfici riflettenti lo riflettono nuovamente, cioè, si riflette più volte. Queste riflessioni multiple sono chiamate **riverbero**.

Se le superfici riflettenti sono molto assorbenti, l'intensità del suono sarebbe bassa e i suoni risulterebbero opachi e senza vita. In una sala auditorium o in un concerto è necessario trovare un equilibrio tra la **riflessione** e l'**assorbimento**.

Lo studio delle proprietà del suono è chiamato **acustica**. Superfici altamente riflettenti dovrebbero essere posizionate dietro le quinte, per dirigere il suono verso il pubblico. Il suono e la luce seguono la stessa legge della riflessione, quindi se un riflettore è orientato per illuminare alcuni strumenti musicali, è possibile ascoltare anche il loro suono. I pannelli di plastica sopra l'orchestra riflettono sia la luce che il suono. È molto facile da regolare: ciò che si sente è ciò che si vede.

Rifrazione del Suono

Le onde sonore vengono deviate quando parti del loro viaggio incontrano fronti con diverse velocità. Questo accade in presenza di "venti erratici" o quando il suono viaggia attraverso l'aria a temperature diverse. Questa deviazione è chiamata **rifrazione del suono**.

In una giornata calda, l'aria vicino al suolo sarà più calda rispetto al resto, e quindi la velocità del suono aumenterà in prossimità del suolo. Le onde sonore si allontanano dalla terra e fanno sì che il suono non sembri diffondersi bene. Diverse velocità del suono producono rifrazione.