Il suono si diffuse

Cos'è il suono diffuso?

IL Il suono si diffuse Si verifica sempre in un mezzo di materiale, poiché il suono è un'onda longitudinale che si comprime alternativamente ed espande le molecole di mezzo. Può diffondersi attraverso aria, liquidi e solidi.

L'aria è il mezzo più comune per la diffusione del suono. La vibrazione prodotta da una sorgente sonora come la voce o un corno, viene trasmessa a sua volta in tutte le direzioni alle molecole d'aria circostanti e sono per i suoi vicini.

Il suono si diffuse da un altoparlante all'orecchio

Questo disturbo provoca variazioni della pressione dell'aria, creando onde di pressione. Queste variazioni si stanno diffondendo e quando raggiungono il timpano, inizia a vibrare e si verifica il segnale uditivo.

Onde il trasporto di energia alla stessa velocità che il disturbo trasporta. Nell'aria, ad esempio, il suono si diffonde al ritmo di circa 343.2 m/s in condizioni di temperatura e pressione normali, questa velocità è una caratteristica del mezzo, come vedremo più avanti.

Come si verifica lo diffusione del suono?

La propagazione del suono avviene sostanzialmente in due modi, il primo è il suono che deriva direttamente dalla fonte che lo ha origine. Il secondo è attraverso le onde sonore che si riflettono in ostacoli come le pareti delle stanze, dando origine a un campo sonoro di riverberazione.

Questi riflessi delle onde sonore possono verificarsi molte volte e ciò che viene interpretato come suono è la pressione acustica risultante dal campo sonoro diretto e dal campo riverberante.

In questo processo, le onde sonore stanno dando la loro energia all'ambiente e attenuando la distanza fino a quando non scompare.

Velocità di propagazione del suono

La velocità con cui il suono si diffonde nei diversi media dipende dalle sue proprietà. I più rilevanti sono la densità, l'elasticità, l'umidità, la salinità e la temperatura. Quando cambiano, anche la velocità del suono.

La densità del mezzo è una misura dell'inerzia dello stesso, il che implica una resistenza al passaggio dell'onda di pressione. Un materiale molto denso in linea di principio si oppone al passaggio del suono.

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Da parte sua, l'elasticità indica quanto sia facile che il mezzo recupera le sue proprietà una volta disturbato. In un mezzo elastico, le onde sonore si muovono più facilmente che da un mezzo rigido, perché le molecole sono più disposte a vibrare ancora e ancora.

C'è una grandezza fisica chiamata Modulo di compressibilità Per descrivere come elastico è un mezzo.

Equazione della velocità del suono

In generale, il suono si diffonde in un mezzo con una velocità data da:

Dove la proprietà elastica è il modulo e la proprietà di compressibilità M ed è densità ρ:

Finalmente la temperatura è un altro fattore importante quando il suono si diffonde attraverso un gas come l'aria, che è il mezzo attraverso il quale la maggior parte delle onde sonore si diffondono. Quando viene considerato il modello di gas ideale, il quoziente b/ρ dipende esclusivamente dalla sua temperatura t.

In questo modo la velocità del suono nell'aria a 0ºC è di 331 m/s, mentre a 20 ºC il suo valore è di 343 m/s. La differenza è spiegata perché quando aumenta la temperatura, aumenta anche lo stato vibrazionale delle molecole d'aria, facilitando il passaggio del disturbo.

Propagazione significa

Il suono è un'onda meccanica che richiede un mezzo materiale da diffondere. Pertanto non è possibile trasmettere il suono nel vuoto, a differenza delle onde elettromagnetiche che possono farlo senza un grosso problema.

Aria

L'aria è l'ambiente più comune per la trasmissione del suono, nonché in altri gas. I disturbi vengono trasmessi da scontri tra le molecole gassose, in modo che maggiore è la densità del gas, più il suono viaggia.

Può servirti: energia gravitazionale: formule, caratteristiche, applicazioni, eserciziQuesta animazione mostra come il suono si diffonde nell'aria. La fonte fa impazzire le molecole di gas ed espandersi alternativamente

Come abbiamo detto prima, la temperatura influenza la propagazione del suono nei gas, poiché quando è maggiore, le collisioni tra molecole sono più frequenti.

Nell'aria, la dipendenza dalla velocità del suono V con la temperatura T in Kelvin è data da:

Molte volte la temperatura non è distribuita omogenea in un posto, ad esempio una sala da concerto. L'aria più calda è più vicina al pavimento, mentre sopra il pubblico può essere fino a 5 º C più freddo, il che influisce sulla diffusione del suono nel recinto, poiché il suono si muove più velocemente nelle aree più calde.

Liquidi e solidi

Nei liquidi il suono viaggia più velocemente rispetto ai gas e nei solidi ancora di più. Ad esempio, in acqua dolce e acqua salata, sia a una temperatura di 25 ºC, la velocità del suono è, rispettivamente, 1493 m/se 1533 m/s, circa quattro volte più che nell'aria, approssimativamente approssimativamente.

È facile controllarlo mettendo la testa in acqua, quindi il rumore dei motori della nave viene ascoltato molto meglio che in aria.

Ma in materiali solidi come acciaio e vetro, il suono può raggiungere fino a 5920 m/s, quindi guidano il suono molto meglio.

Semplici esperimenti di propagazione del suono

La propagazione del suono viene sempre eseguita in un mezzo materiale

Esperimento 1

Le onde sonore interferiscono in modo costruttivo o distruttivo, in altre parole, si sovrappongono. Questo effetto può essere facilmente sperimentato attraverso un semplice esperimento:

Materiali

-1 paio di altoparlanti come quelli usati sui computer desktop.

-Telefono cellulare che ha un'applicazione del generatore d'onda installato.

-Nastro di misurazione

Procedura

L'esperimento viene condotto in una stanza ampia e chiara. Gli altoparlanti sono posizionati uno accanto all'altro, con una separazione di 80 cm e l'orientamento identico.

Può servirti: stampa idraulica

Ora gli altoparlanti sono collegati al telefono ed entrambi si accendono con un volume uguale. Nel generatore viene selezionata una certa frequenza, come 1000 Hz.

Quindi devi muoverti lungo la linea che si unisce agli altoparlanti, ma mantenendo una separazione di circa 3 m. Si noti immediatamente che in alcuni punti l'intensità del suono aumenta (interferenza costruttiva) in alcuni punti e in altre diminuzioni (interferenza distruttiva).

Si osserva anche che quando si trova nel punto equidistante degli altoparlanti, questo è sempre un luogo di interferenza costruttiva.

Esperimento 2

Questa esperienza, che richiede la partecipazione di due persone, serve a verificare che gli oggetti abbiano caratteristiche.

Materiali

2 bottiglie vuote identiche.

Procedura

I partecipanti devono mantenere le loro bottiglie in posizione e verticale e una distanza di circa 2 m è separata. Una delle persone soffia attraverso la bocca della bottiglia, influenzando il getto dell'aria obliquamente, l'altra persona tiene verticalmente la bottiglia accanto all'orecchio.

La persona che ascolta rileva immediatamente che il suono sembra provenire dalla propria bottiglia, anche se il suono originale si verifica nella bottiglia che l'altra persona soffia. Questo fenomeno si chiama risonanza.

L'esperienza può essere ripetuta se la bottiglia della persona che soffia viene riempita a metà strada. In questo caso è anche registrato il suono, ma più acuto.

Riferimenti

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