Acustica applicata illumintecnica: Appunti

ACUSTICA APPLICATA E ILLUMINOTECNICA - ORAE

CAP.1 - ONDE E IL SUONO

• EMISSIONE: MECCANISMO CON CUI UNA SORGENTE SONORA PROVOCA UN MOVIMENTO OSCILLATORIO IN UN MEZZO ELASTICO.
• PROPOGAZIONE: MECCANISMO CON CUI IL MOVIMENTO È TRASMESSO E SI PROPAGA ATTRAVERSO IL MEZZO.
• RICEZIONE: MECCANISMO CON CUI IL SUONO È RILEVATO E TRASFORMATO IN SENSAZIONE FISIOLOGICA (ORECCHIO UMANO O IN SEGNALE MISURABILE STRUMENTO DI MISURA).

SORGENTE SONORA: PUÒ ESSERE SCHERMATIZZATA QUASI SEMPRE COME UN CORPO AVENTE UNA CERTA MASSA, SOTTOPOSTO A VIBRAZIONI MECCANICHE. UN MODELLO SEMPLIFICATO È QUINDI IL SISTEMA MASSA-MOLLA MONODIMENSIONALE.

_KEL x(t)

A A

PULSAZ. w = √_Kel/_π

FREQUENZA v = 1/2π √_Kel/_π

• OSCILLAZIONI LIBERE
• DI UN SISTEMA SEMPLICE: OSCILLATORE ARMONICO (UN SOLO GRADO DI LIBERTÀ)
• DI UN SISTEMA COUPLATO: MOTO CONTROLLATO DA PIÙ CORPI PIÙ SISTEMI DETTI CORPI CHE SI VERIFICANO SIMULTANEAMENTE.

ONDA DI PRESS. PROGRESSIVA

• Iniziamo delle particelle di un mezzo elastico in entrambi i lati rispetto ad una posizione di equilibrio (oscillazione rispetto asse di eq.)
• Le particelle di 1/2 sono ristate fisse dalla oscil. della sorgente il moto vibratorio si traspressa alle partic. adiacenti si propaga la perturbazione non.
• La perturbazione diventa un fenomeno ondulato costituito da una variazione di pressione che ne raffa nello spazio.

ONDA PIANA reg. lungo asse x eg. d'onda

^∂2p/_∂x² = 1/_c² * ∂²p/_∂t²

• Soc. semplificie

p=f(t+^x/_c)+g(t+^x/_c)

• Onda che si prop. con velocità c nel verso positivo di x
• Onda che si prop. con velocità c nel verso negativo di x

"L'ONDA SONORA" è una perturbazione con caratteristiche percepite dall'orecchio umano.

VELOCITA DEL SUONO

• In un gas perfetto solo ond S longitudinali
• In un liquido solo ond S long.
• In un solido sia ond cong. che travers.

c=√(^Ev/_ρ)

PRESSIONE SONORA

p(H)=p(H) - Patm

Patm = 105 Pa = 1 bar

Soglia tdin percezione p₀ = 20 NPa = 2.10⁻⁵Pa (soglia di udibilità)

Soglia del dolore p_d = 0,1 kPa = 10² Pa

Per un onda sonora sinosudale (tono puro)

• PROGRESSIVA p(x,t) = Pmax cos(ωt - kx + φ)
• REGRESSIVA p(x,t) = Pmax cos(ωt + kx + φ)
• PRESSIONE EFFICE

Peff = Pmax/√2

N.B. λ = f

c=√(^Ev/_ρ)

Pmax > Peff

Suoni

• Stazionari
• Aperiodici
  • Casuali, con spettro continuo, ossia costituiti da un numero infinito di frequenze
• Periodici
  • Segnali costituiti da onde con caratteristiche che si ripetono con un certo periodo T_o. Lo spettro sonoro è costituito dalla frequenza fondamentale nu = 1/T_o e da una serie di frequenze multiple della fondamentale (armoniche)

Puri

Costituiti da un'onda sinusoidale di fr. nu_o

Dominio tempo

Dominio frequ.

Alla frequenza è collegata la caratteristica della sensazione sonora soggettiva chiamata altezza del suono:

• Suoni alti (elevata freq.)
• Suoni bassi (bassa freq.)

Suoni ad altezza costante sono definiti Toni Puri

Complessi

(costituiti dalla sovrapposiz. di suoni puri a diverse frequenze, l'anal. in freq. ha l'obiettivo di determinare queste componenti)

Analisi in Frequenza

Metodo matematico disuripiscente

Analisi di Fourier (lo spettro del DNA è analizzato in freq. per freq.)

Analisi per bande di frequ.

A bande di ampiezza cost.

• Δf = cost.
• L_o = . _i + cost.
• L_⦵ = . _⦵ + f_v/2 (analisi di vibrazioni meccaniche)

A bande di ampiez. % cost.

• Caratterizzata da:
  • f. taglio sup., f_SUP, f_INF inferiore
  • Larghezza di banda Δf = f_sup - f_inf
  • freq. nominaire (centro banda)

SORGENTE

AD EMISSIONE CILINDRICA

Sorgente lineare "infinità" che emette onde con il fronti d'onda a forma di cilindro, coassiale con la sorgente.

I_p(r1) = W = 2πrL

L_p(r1) = (L_w - 8) - 10log(r1)

AD EMISSIONE TRI-CILINDRICA

(Sorg. lin. ind. che emette onde sonore con i fronti d'onda sono confiniti a crescere con sorg.)

L_p(r1) = (L_w - S) - 10log(r1)

DI ONDE PIANE

Espansione di propagazione per onda piana (dispositiva propagare l'onde piane) direzione di propagazione

L_p(x) = L_pmax - L_pcost

DI ONDE SFERICHE

I fronti d'onda sono sferici concentrici con la sorgente

Q L_p(r1) = (L_w - 11) - 20 log (r1)

AD EMISSIONE EMISFERICA

Q = 2 L_p(r1) = (L_w - 11) - 20 log (r1) + 10log(2)

VOCE UMANA

Di direzione unitaria trascurabile alle basse frequenze

DISCRETEZZA DEL CAMPO SONORO

• SUONO DIRETTO (L'INTENSITÀ VARIA INVERSAMENTE AL QUADRATO DELLA DISTANZA)
• SUONO RIFLESSO (LA SOMMA DI ENERGIA E DI PRESSIONE ACUSTICA SONO PRATICAMENTE COSTANTI IN TUTTA LA SALA)

DISTANZA CRITICA

OSSIA

OSSIA DISTANZA RIS. ALLA SORG., IN CUI:

in cui:

CORRETTEZZE OLTRE UNA PUOI DISTINGUERE

ORECCHIO UMANO PUÒ DISTINGUERE, IN MEDIA, DUE IMPRESSIONI SONORE AL SECONDO PTENDO SUONO DIRETTO E SUONO RIFLESSO SONO PERCETTI SEPARATI SOLO SE IL RITARDO DELLA RIFLESSO (Se

IN CUI SI

NECESSARIO

QUALITÀ DEL SUONO PERCEPITO

PRESENZA DEL TONO

DISPOSITIVI DI PROTEZIONE INDIVIDUALI (DPI)

• TAPPI/TAPPI AURICOLARI: SI INTRODUCONO NEL TRATTO AURICOLO PER ASSORBIRE VIB. SONORE.
• A PARASTIE: IN LANA DI VETRO, ERGONOMICHE, ADATTABILI (ABBATTIMENTO DA 14 A 35 dB).
• NON A PARASTIE: IN SILICONE O GOMMA, RICICLANTI, RIUTILIZZABILI, NELL'INDUSTRIA ALIMENTARE SONO BLU (COLORE NON ALIMENTARE).

CUFFIE (FONRI DI ALCOOPS IN PLASTICA RIPIENI DI MATERIALI SINFONOSO, CUSCINETTI RICOPERTI IN PLASTICA E RIEMPITI DI SCHIUMA RESISTI DA RISCALDO DELLE COPPE CONTRO PESATADI MA RILE CA COPPE ADORENTI ALLE ORECCHIE): ABBATTIMENTO DA 45 A 30 dB.

CAP. 8 — TASSA DI SUONO

FONOMETRO: STRUMENTO UTILIZZATO PER LA MISURA DEL LIVELLO DI PRESSIONE SONORA (IN ITALIA SONO OBBIGATORI: QUELLI DI CLASSE 1 PER LE MISURE SUL CAPO (PRECISIONE 0,7 dB)).

SCHETA A BLOCCHI:

M-PA-A₁G-P_mF-R₀IM-A₂-S

MICROFONO DI MISURA (TRASDUTTORE CHE CONVERTE LA PRESS. ACUSTICA IN UN SEGNI ELETTRICO)

TIPOLOGIA

• PIEZOLELETTIL: SFRUTTA FENOMENI PIEZOEI.
• MAGNETO DINAMICO: SFRUTTA UN CONDUTTORE IN UN CAMPO MAGNETICO.

A CONDENSATORI:

• VARIAZ. DI CAPACITÀ DI UN CONDENSATORE DOVUTA AL MOTOR DI UNA DELLE ARMATURE.

SONO STUPIDI: GRUNOSCONO ANCORA LOSAFIATE, SIAN PERCALE CAPACITÀ ESSA_AI VOLT.

NECESSITA DI UNA TOTALE DI POLARIZZAZIONE DI 200 V PER CARICARE LE ARMATURE DEL CONDENS.

• NE POLARIZZATO: COSTRUITO DA UN POLPO DI CARIBO RICOPERTO DA UNA PELLICOLA ETANCA. POSSIBILITA ALERTA SIMPLEGRAMI STE. VARIA AL LEDANS CA.

FRONTANA, AD INCIDERE DI UN SOLO.SENARIO DELL'AUDIO_VIDEO:

• PER CAMPO LIBERO (AD INCIDENZA FRONTALE/PROGET): TRI PER MISURA ON FSONORO CHE NON OPERA DA UNA DIREZIONE: BEN DEFINITI (DIRETA AD INCID). FRONT.0
• SI USONO UNA LIBTA DIFFUSO NON RENDA DISPONE SONO.

PER CAMPO DIFFUSO (AD INCID.).

• OSC.SMIERISCONO RISPOSTA RITIMA CHE IDANDO IL SUO IN IL CAMPO DIFFUSO CON UNA CATAFRE VISUALITY.

IN CATEGORIA GLI AMBIGUALBI ATTO IDENTAI DO RICOPENU QUANDO TARTIMELAR STUDIO.