Acustica 1, Fisica Tecnica Ambientale - professore E. Habib

Fisica tecnica e ambientale

Lezione 11 - 27 marzo 2017

Rappresentazione su asse cartesiano e logaritmico

La differenza tra rappresentazione su asse cartesiano e logaritmico se abbiamo 3 punti (x1, x2 e x3):

Asse cartesiano: Coppia di punti a diverse distanze hanno la loro differenza sempre uguale.

Asse logaritmico: Il loro rapporto è sempre uguale. La scala logaritmica è quindi più complessa. È stata adottata perché il nostro cervello recepisce le informazioni acustiche secondo scala logaritmica. Inoltre, semplifica notevolmente la rappresentazione dei vari dati che si porta dietro l’analisi di onde acustiche. Spesso non è immediata da leggere perché trovi solo i valori principali. Sarai tu che con il righello e le varie operazioni inverse dei logaritmi, dovrai trovare le giuste posizioni sulla scala.

Gli audiogrammi

Gli audiogrammi utilizzano una scala logaritmica. Cosa è un Audiogramma:

Famiglia di curve isofoniche, cioè curve lungo le quali è costante il livello di sensazione sonora. Nel diagramma a scala logaritmica sono riportate nelle ascisse X le frequenze (Hz) e in ordinata Y i livelli di pressione sonora corrispondenti (dB). La sensibilità dell’orecchio è massima a circa 4000 Hz. La curva più bassa è prossima alla soglia di udibilità, mentre quella più alta è prossima alla soglia del dolore oltre il quale non si può procedere con gli esperimenti per motivi etici. La zona compresa fra queste due curve è il campo di udibilità dell’orecchio umano medio.

Per basse intensità sonore (frequenze) abbiamo le variazioni di livello di pressione maggiori. Più le frequenze si abbassano più le pressioni si alzano, e minore è la sensibilità dell'orecchio per le diverse frequenze. Quindi, più la frequenza è bassa, maggiore dovrà essere la pressione acustica per poter udire un suono. Stessa cosa al contrario, se la frequenza è molto alta, basteranno piccole pressioni acustiche per udire un suono.

Gli intervalli sul grafico, delle diverse frequenze, sono equidistanti, ma graficamente tendono ad avvicinarsi sempre di più alla decade successiva. N.B. Lo zero si trova a meno infinito. Per noi è direttamente 20 Hz fino ai 20.000 Hz. Un normodotato solitamente riesce a percepire fino a 20 micropascal (0.00002 pascal). Il nostro orecchio è quindi estremamente sensibile alle varie pressioni! (e non siamo nemmeno gli animali con l’udito più sviluppato).

Intorno ai 20 Hz, abbiamo che la minima sensazione uditiva si ottiene al di sopra dei 70 Decibel (20 x 10^-8 pascal).

Esempio di calcolo

Abbiamo detto che sull’asse delle Y trovi le diverse pressioni acustiche. Tuttavia, il discorso relativo alla pressione è difficile da capire ugualmente, perché conviene sicuramente usare il valore di pressione efficace:

τ + τ √ 0 2 ∫₀^τ P(τ) dττ

Le pressioni udibili vanno da decimi di millesimi di pascal, fino ad alcuni pascal. La gamma di pressioni è molto ampia, quindi...