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Suoni
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Onde
Suoni e ondeAggiornaMenti - 2018 2
Il vento che passa sopra un campo di grano genera un’onda che si spargeper tutto il campo. Qui dobbiamo distinguere ancora fra il movimentodell’onda e il movimento delle singole piante, che subiscono soltanto
piccole oscillazioni [...] Le particelle che costituiscono il mezzo eseguonosoltanto piccole vibrazioni, ma l’intero movimento è quello di un’onda
progressiva.
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Onde: definizione
Una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nellospazio, trasportando energia e quantità di moto, senza comportare unassociato spostamento della materia.
Un’onda meccanica esiste solo nella materia (in un mezzo gassoso, liquido,solido) e si sposta grazie all’elasticità del mezzo stesso, provocando delledeformazioni.
L’onda meccanica si può propagare all’interno del mezzo o sull’interfacciatra mezzi diversi (onde di superficie: o. marine, o. sismiche).
Suoni e ondeAggiornaMenti - 2018 3
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IL SUONO: DOMANDE E IPOTESIEsperimenti
AggiornaMenti - 2018 4Suoni e onde
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L’origine del suono
AggiornaMenti - 2018 5
Cos’è il suono? Come si produce?
Il suono è generato da un corpo che vibra
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 6
Come fa l’aria a trasportare il suono?
Sentite prima il suono o lo spostamento d’aria?
La propagazione del suono
Suoni e onde
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La propagazione del suono
AggiornaMenti - 2018 7
Come arriva a noi?
La vibrazione viaggia nell’aria attraverso un’onda sonora
Suoni e onde
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Com’è fatta un’onda sonora?
La propagazione del suono
compressione rarefazione
Suoni e onde
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La propagazione del suono
Com’è fatta un’onda sonora?
spostamento longitudinale spostamento longitudinale
moto dell’onda
Suoni e onde
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Tipi di Onde
Onde Logitudinalila deformazione (o lo spostamento delle particelle che costituiscono ilmezzo) è parallela alla direzione di propagazione dell’onda.Esempio: il suono
Onde Trasversalila deformazione è perpendicolare alla direzione di propagazionedell’onda.Esempio: la corda vibranteUn’onda in un solido si può propagare come onde longitudinali e/oonde trasversali
Nei gas invece il suono può propagarsi solo con onde longitudinali
10AggiornaMenti - 2018 Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 11
La propagazione del suono
Dove si propaga meglio il suono? ...Perché?
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 12
La propagazione del suono
Dove si propaga meglio il suono? ...Perché?
La velocità con la quale un suono si propaga dipende dalla natura del mezzo ed in particolare dalla sua densità, dalla temperatura e dalle sue proprietà
elastiche.
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 13
La propagazione del suono
Suoni e onde
La tabella dà la velocità del suono (in m/s) per alcuni materiali, p = 1 atm
(ove non indicato: T = 20°C).
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AggiornaMenti - 2018 14
La percezione del suono
Come fa il nostro orecchio a percepire il segnale che arriva?
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 15
La percezione del suono
Quanto è sensibile il nostro orecchio?
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 16
La percezione del suono
Tempi di reazione a confronto.Siamo più veloci con la vista o con il suono?
Suoni e onde
Uno stimolo visivo richiede 20-40 ms per raggiungere il cervellouno stimolo uditivo impiega 8-10 ms
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La percezione del suono
Sensibilità dell’orecchio umano
Suoni e onde
La minima variazione di intensità del suono percepibile dall’orecchio umano è il decibel (dB).
Ad un aumento di intensità corrisponde un aumento di pressione sonora.
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AggiornaMenti - 2018 18
Caratteristiche del suono: intensità
Come possiamo visualizzare l’intensità sonora?
Suoni e onde
L’intensità corrisponde al “volume” del suono e rappresenta la quantità di ENERGIA trasportata dall’onda sonora, dipende quindi dalla forza con cui il suono è stato prodotto.
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AggiornaMenti - 2018 19
Caratteristiche del suono: la frequenza
Cosa distingue un suono grave da uno acuto?
Suoni e onde
La frequenza, detta anche altezza del suono:il numero di oscillazioni compiute da un’onda sonora
nell’unità di tempo.
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AggiornaMenti - 2018 20
Caratteristiche del suono
Suoni e onde
Se una corda/molla di lunghezza L ha gli estremi fissi, perché si formi un'onda stazionaria deve valere la seguente relazione tra lunghezza d'onda stazionaria e lunghezza della corda:
La lunghezza della corda è un multiplo di mezze lunghezze d'onda
Con n=1 sia ha la prima armonican=2,3,… sono le armoniche superioriI punti dove la corda è ferma si chiamano nodiI punti dove l'oscillazione è massima si chiamano ventri
Onde stazionarie
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AggiornaMenti - 2018 21
Caratteristiche del suono: la frequenza
Come possiamo produrre frequenze diverse?
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 22
Caratteristiche del suono: frequenza
Come possiamo visualizzare la variazione di frequenza?
Suoni e onde
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Percezione delle frequenze
Quali frequenze sentiamo?
Suoni e onde
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Una nota … tanti "suoni" diversi
Suoni e onde
La frequenza fondamentale è quella dominante (e si riconosce a occhio nudo) ma non è mai l’unica!
La corda vibra in modo impercettibile (cioè con ampiezze piccolissime)
simultaneamente anche con frequenze armoniche superiori.
È proprio la diversa combinazione di armoniche superiori che si forma in
ogni strumento che ne determina il timbro.
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AggiornaMenti - 2018 25
Concerto
Suoni e onde
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AggiornaMenti - 2018 26
Materiali
Suoni e onde
• Elicottero a palloncino (OPITEC: https://it.opitec.com/opitec-web/articleNumber/118129/zz/cID/c3I6ZWxpY290dGVybzg= )
• Airzooka(Amazon: https://www.amazon.it/Air-Zooka-giocattolo-colori-assortiti/dp/B00009B1SF/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1545056536&sr=8-1&keywords=airzooka ),
• Molla gigante(Amazon: https://www.amazon.it/Wow-Stuff-Curiosit%C3%A0-scientifiche-gigante/dp/B00L2DYXPC/ref=sr_1_1?s=toys&ie=UTF8&qid=1545056611&sr=1-1&keywords=molla+gigante ),
• Carillon struttura metallica (Amazon: https://www.amazon.it/Fridolin-59001-Carillon-Rizzys-Giallo/dp/B000EZ8IH8/ref=sr_1_4?s=toys&ie=UTF8&qid=1545056874&sr=1-4&keywords=carillon+meccanismo )
• Bottiglie, scatole, corde, cannucce, tubi di plastica