Acustica 2, Fisica Tecnica Ambientale - professore E. Habib

Fisica tecnica e ambientale

Lezione 12 - 29 marzo 2017

Un audiogramma normale definisce solo e soltanto a toni puri, ovvero solo suoni di unica componente armonica, effettivamente sinusoidi. Si tratta quindi di un riferimento per la sensibilità non applicabile alla quotidianità.

Per valutare l’effetto delle onde sonore, facciamo solitamente riferimento alla pressione efficace P_eff. L’intensità fisica del suono la rappresentiamo per il livello della pressione:

• L_p = 20 log P/P_riferimento con P_riferimento detta anche P₀ = 20 μPa = 20 x Pa.

Livello di potenza dell'emissione

Abbiamo una sorgente che emette in modo sferico uniforme. Studio cosa succede tra un’onda e lo stato successivo della stessa onda. L’onda si propaga e così anche l’energia. Se abbiamo una certa energia in una certa unità di tempo, nella posizione successiva, l’energia dovrà essere tutta lì!

Quindi l’onda avrà nella posizione 1 una certa potenza che dovrà essere uguale nella posizione successiva!

La potenza W è una certa quantità di energia che si manifesta in una data unità di tempo. Man mano che il fronte d’onda si espande, diminuisce la sua intensità J, ma mantiene la stessa potenza W.

Possiamo quindi definire un livello di potenza dell’emissione sonora come:

• L_w = 10 log W/W₀ (potenza di riferimento) dB, sapendo che W₀ = 1 picowatt (pW) = 10^-12 watt.

Se la potenza W = 1 watt allora:

• L_W = 10 log di 1/10^-12 = 10 log circa uguale a 120 dB.

Quando parliamo di potenza dell’emissione, intendiamo tutto il suono prodotto dall’emissione! Ma quanto arriva a noi? La distanza cambia molte cose. Intensità e pressione dipendono infatti da dove ci troviamo rispetto al percorso dell’onda.

Ovviamente c’è anche correlazione tra livello di intensità e livello di emissione. Rapporto W e J:

• Sappiamo che l’intensità J è pari alla potenza W diviso la superficie 4πd²
• Il livello di intensità: L_j = 10 log (J/J₀) → 10 log (W/W₀) - 10 log 4πd²

Sapendo che:

• L_w = - 20 log d - 10 log 4π

Allora:

• L_j = L_p - 20 log d - 11 dB
• Quindi L_w = L_j + 11 + 20 log d

Questa relazione vale solo se ci troviamo a una distanza abbastanza significativa dalla sorgente, se vogliamo descrivere l’emissione sonora di una sorgente. Quale è il parametro rilevante? Se voglio capire quanto emette un frullatore per esempio?.