Questo articolo spiega cosa sono le onde sonore (o onde sonore) in fisica. Troverai quindi le caratteristiche delle onde sonore, esempi di corpi che generano onde sonore e i fattori che influenzano la velocità di un’onda sonora.
Cos’è un’onda sonora?
Un’onda sonora (o onda sonora ) è un’onda longitudinale risultante dalla vibrazione di una sorgente sonora. Quindi, le onde sonore sono quelle onde che il nostro sistema uditivo capta e che chiamiamo “suono”.
Le onde sonore sono onde tridimensionali che si propagano attraverso un mezzo elastico. Le onde sonore sono quindi anche onde meccaniche , perché necessitano di un mezzo che trasmetta il loro disturbo.
Un’onda sonora si propaga oscillando nella stessa direzione in cui viaggia. Questo produce zone di compressione, in cui le molecole sono più vicine tra loro e la pressione è più alta, e zone di espansione, in cui le molecole sono separate e la pressione è più bassa. In breve, un’onda sonora si propaga, producendo cambiamenti nella densità e nella pressione molecolare.
Parti di un’onda sonora
Le parti delle onde sonore (o onde sonore) sono:
- Allungamento (y) : è la distanza tra la posizione dell’onda e la sua posizione di equilibrio.
- Ampiezza (A) : è la distanza tra la massima estensione e la sua posizione di equilibrio.
- Ciclo o oscillazione : è il percorso dell’onda da un punto al punto equivalente successivo.
- Lunghezza d’onda (λ) : è la distanza tra due punti equivalenti consecutivi sull’onda.
- Periodo (T) : è il tempo necessario all’onda per compiere un’oscillazione completa.
- Frequenza (f) : è il numero di oscillazioni o vibrazioni che l’onda produce nell’unità di tempo.
- Frequenza angolare o pulsazione (ω) : è la velocità con cui l’onda compie oscillazioni.
- Velocità di propagazione (v) : è la velocità con cui si propaga l’onda.
Esempi di onde sonore
Una volta vista la definizione di onda sonora, ecco alcuni esempi di questo tipo di onde per completare l’assimilazione del concetto.
Esempi di onde sonore:
- Le onde emesse dalle corde vocali sono onde sonore.
- Le onde generate dalle corde di una chitarra sono onde sonore.
- Un diapason produce onde sonore.
- Anche le onde che escono da un altoparlante sono onde sonore.
Caratteristiche di un’onda sonora
Le caratteristiche di un’onda sonora (o onda sonora) sono:
- L’intensità dell’onda sonora.
- L’altezza dell’onda sonora.
- Il timbro dell’onda sonora.
Ciascuna delle qualità delle onde sonore è spiegata in dettaglio di seguito.
Intensità di un’onda sonora
In pratica associamo l’ intensità di un’onda sonora al volume del suono percepito. Tuttavia, in fisica, l’intensità di un’onda sonora si riferisce alla quantità di energia trasportata dall’onda.
Pertanto, maggiore è la quantità di energia trasportata nell’unità di tempo, maggiore è l’intensità dell’onda sonora. Allo stesso modo, più un’onda è intensa, maggiore è la sua ampiezza.
Nel Sistema Internazionale (SI), l’intensità di un’onda sonora è espressa in watt divisi per metri quadrati (W/m 2 ). Ma è più comune usare i bel (B) o i decibel (dB) per misurare l’intensità delle onde sonore.
Il valore della soglia dell’udito umano, ovvero l’intensità più bassa che il nostro apparato uditivo è in grado di captare, è compreso tra 0 dB e 25 dB.
Altezza di un’onda sonora
L’ altezza di un’onda sonora si riferisce alla frequenza dell’onda. Pertanto, i suoni acuti corrispondono alle onde sonore ad alta frequenza, mentre i suoni acuti corrispondono alle onde sonore a bassa frequenza.
Gli esseri umani possono comprendere le onde sonore tra 20 Hz e 20.000 Hz. In effetti, questi limiti vengono utilizzati per definire gli infrasuoni e gli ultrasuoni.
- Infrasuoni : onde sonore la cui frequenza è inferiore a 20 Hz.
- Ultrasuoni : onde sonore con frequenza superiore a 20.000 Hz.
Onda sonora che squilla
A seconda delle caratteristiche della sorgente dell’onda sonora, il timbro dell’onda sonora è diverso. Questa proprietà permette di distinguere due onde sonore che hanno la stessa frequenza e intensità.
La variazione del timbro delle onde sonore è chiaramente visibile negli strumenti musicali. Ad esempio, il timbro delle onde sonore generate da una chitarra è diverso da quello delle onde sonore di un diapason o di un violino.
Il timbro di un’onda sonora dipende dal corpo che emette le onde, quindi dalla forma, dimensione, materiale, ecc. del corpo, il timbro dell’onda sonora generata sarà diverso.
velocità di un’onda sonora
La velocità di propagazione di un’onda sonora è la velocità con cui viaggia l’onda. Pertanto, maggiore è la velocità di un’onda sonora, più velocemente viaggia dal trasmettitore al ricevitore.
La velocità di propagazione di un’onda sonora dipende da quattro fattori principali:
- Densità del mezzo : le onde sonore si propagano più rapidamente in ambienti che hanno una densità maggiore.
- Elasticità del mezzo : quanto più elastico è il materiale o il mezzo attraversato dall’onda sonora, tanto minore è la sua velocità.
- Comprimibilità del mezzo – Maggiore è la comprimibilità del mezzo, più lenta si propagherà l’onda sonora.
- Temperatura del mezzo : La temperatura è direttamente proporzionale alla propagazione dell’onda sonora, quindi maggiore è la temperatura, più velocemente si propagherà l’onda.
Di seguito vi lasciamo una tabella con il valore della velocità di propagazione di un’onda sonora a seconda del mezzo in cui si propaga:
| Metà | Velocità di propagazione (m/s) |
|---|---|
| Gomma | 54 |
| Guida | 1320 |
| Rame | 3560 |
| Acqua | 1490 |
| acqua di mare | 1530 |
| Ossigeno | 317 |
| Aria | 343 |