Concetti Chiave
- Le onde sonore interagiscono con gli ostacoli attraverso riflessione, assorbimento e trasmissione, con l'assorbimento che dipende dalla natura del materiale.
- I materiali porosi e non omogenei, come lana minerale e legno, assorbono più energia sonora rispetto a materiali compatti e lisci come il marmo.
- L'assorbimento di energia sonora è un processo dissipativo, in cui l'energia sonora viene trasformata in altre forme di energia, come il calore.
- Il coefficiente di assorbimento misura la capacità di un materiale di assorbire energia sonora a una determinata frequenza, rappresentando il rapporto tra energia non riflessa ed energia totale incidente.
- L'ipotesi di Sabine definisce una superficie unitaria con coefficiente di assorbimento uguale a uno come unità di assorbimento, facilitando la valutazione dell'efficacia dei materiali nel ridurre il suono.
Qual è l'interazione delle onde sonore con ostacoli?
Quando un'onda sonora nel suo moto di propagazione incontra un ostacolo, ad esempio una parete, l'energia sonora incidente viene in parte riflessa, in parte assorbita ed in parte trasmessa.
L'assorbimento di energia sonora da parte della parete in esame è dovuta a diversi fenomeni che trasformano il suono in altre forme di energia e dipende strettamente dalla natura stessa del materiale; se il materiale impiegato è a struttura porosa e non omogenea (fibre di vetro, di legno, lana minerale) l'assorbimento di energia sonora sarà maggiore che per materiali compatti a superficie dura e liscia (marmo, vernici, pietra). Infatti nel primo caso l'onda sonora penetrando nelle cavità, mette in vibrazione l'aria contenuta in esse, la quale trasforma l'energia sonora in calore mediante la resistenza per viscosità ed attrito offerta dal materiale, ed accresce cosi il naturale processo di assorbimento, che viene ancora esaltato dalle vibrazioni forzate delle innumerevoli fibre che compongono il materiale. Le dimensioni di queste cavità e di questi fori, il numero e la forma di essi fanno variare l'assorbimento di energia sonora, anche a seconda della frequenza e dell'ampiezza del suono incidente.
L'assorbimento quindi non è altro che un processo dissipativo, di distruzione cioè dell'energia sonora, ed esso avviene quando il regolare moto vibratorio è distrutto dalle forze di viscosità ed attrito offerto dalle molecole del materiale incontrato.
Coefficiente di assorbimento e Sabine
La capacità di un materiale ad assorbire l'energia sonora ad una determinata frequenza è chiamato coefficiente di assorbimento a quella frequenza; detta quantità rappresenta il rapporto tra l'energia sonora non riflessa (assorbita e trasmessa) e l'energia totale incidente.
La definizione del coefficiente di assorbimento è basata sull'ipotesi del Sabine, il quale dopo varie esperienze definì come unità di assorbimento o unità di finestra aperta, una superficie unitaria attraverso la quale l'energia sonora viene completamente assorbita, cioè una superficie a coefficiente di assorbimento uguale ad uno. Volendo fare un esempio: si dirà che un materiale ha coefficiente di assorbimento uguale a 0,20, quando un metro quadrato di esso assorbe il 20% dell'energia incidente, oppure che occorrono cinque metri quadrati di tale materiale per ottenere un'unità assorbente.
Domande da interrogazione
- Qual è l'effetto dell'interazione delle onde sonore con ostacoli?
- Come si definisce il coefficiente di assorbimento di un materiale?
- Cosa rappresenta un coefficiente di assorbimento di 0,20?
Quando un'onda sonora incontra un ostacolo, l'energia sonora viene riflessa, assorbita e trasmessa. L'assorbimento dipende dalla natura del materiale, con materiali porosi che assorbono più energia rispetto a quelli compatti e lisci.
Il coefficiente di assorbimento è il rapporto tra l'energia sonora non riflessa (assorbita e trasmessa) e l'energia totale incidente a una determinata frequenza, secondo l'ipotesi del Sabine.
Un coefficiente di assorbimento di 0,20 indica che un metro quadrato del materiale assorbe il 20% dell'energia sonora incidente, richiedendo cinque metri quadrati per ottenere un'unità assorbente.
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