Tempo di propagazione di una emissione sonora

Oltre alla progressiva attenuazione di livello sonoro, con l’allontanamento da una sorgente si ha anche un incremento del tempo necessario affinché l’emissione sonora copra la distanza che separa la sorgente che l’ha generata dalla posizione considerata.

Il tempo di propagazione t_p , in secondi, è dato dal rapporto tra la distanza D da coprire, in metri, e la velocità di propagazione del suono c nelle condizioni ambientali in atto, espressa in metri al secondo.

Per effetto della dipendenza della velocità di propagazione del suono dalla temperatura dell’aria, anche il tempo necessario al suono per coprire una certa distanza sarà dipendente da questa.

TEMPO DI PROPAGAZIONE DI UNA EMISSIONE SONORA IN FUNZIONE DELLA

 DISTANZA SORGENTE-ASCOLTATORE

Alla temperatura di 20 °C si ha:

Due emissioni sonore che convergono sul medesimo punto e che giungono in tempi differenti si dice siano ritardate l’una rispetto all’altra, mentre se giungono nello stesso istante si dice siano allineate temporalmente.

Sul piano percettivo, l’effetto della sovrapposizione di due emissioni sonore, di eguale frequenza, ritardate tra loro dipende dall’entità del ritardo e può andare dalla loro fusione in un unico suono rinforzato o indebolito (interferenza) a seconda dei casi, sino alla loro percezione come entità distinte, e si parla allora di eco. Ciò accade quando il ritardo tra le emissioni sonore supera i 50 ms.

Se due emissioni ritardate sono generate nel medesimo istante dalla stessa sorgente sonora, è possibile stabilire la differenza di cammino ΔD da esse percorso partendo dal ritardo reciproco τ, essendo: 

in cui c è al solito la velocità di propagazione del suono.

Una delle possibili ragioni di un ritardo tra emissioni sonore di tali caratteristiche è la riflessione da una superficie di una di esse.

In tal caso la componente riflessa percorre un cammino più lungo della componente che perverrà nella posizione considerata seguendo un tragitto diretto, non spezzato.

Estensione della gamma dei suoni udibili

Due grandezze che spesso si rivelano utili per descrivere l'estensione di intervalli di frequenze sono la decade e l'ottava.

Una decade comprende un intervallo di frequenze che va da un limite minimo di frequenza F sino a dieci volte questo valore, ossia un intervallo F10F.

Una ottava comprende viceversa un intervallo più ristretto, comprendendo tutte quelle frequenze che vanno da un limite inferiore di frequenza F sino ad un limite superiore di frequenza 2F.

La gamma di frequenze percettibili da un essere umano varia da individuo ad individuo; per convenzione si considera come gamma audio quell'intervallo che va da una frequenza di 20 hertz sino ad una frequenza di 20.000 hertz.

La gamma audio o banda audio è di conseguenza costituita da un intervallo di frequenze che può essere quantificato in tre decadi:

o anche, approssimativamente, in dieci ottave:

In Acustica musicale, la frequenza di partenza della gamma di riferimento è centrata sui 16 Hz invece che sui 20 Hz, dunque la prima ottava “utile” coincide con l’intervallo di frequenze che va da 16 a 32 Hz.

Frequenze inferiori ai 20 Hz si dicono subsoniche o anche infrasoniche e frequenze superiori a 20 kHz si dicono supersoniche.

Non di rado, per analisi acustiche ed elettroacustiche, ci si riferisce non solo a ottave ma anche a porzioni di ottave (es. 1/3 ottava, ecc.).

Per individuare le frequenze interessate è necessario conoscere la frequenza centrale dell’intervallo che, come dice la sua denominazione, è la frequenza posta al centro dell’ottava di interesse.

Frequenze centrali cui è consuetudine fare riferimento sono:

125, 250, 500, 1.000, 2.000, 4.000 e 8.000 Hz

Limite inferiore, limite superiore e larghezza di banda sono date da:

Frequenza inferiore dell’intervallo:   

Frequenza inferiore dell’intervallo:  

Larghezza dell’intervallo (banda passante)

Qualora il riferimento sia ad un intervallo di frequenze più stretto di un’ottava, ad esempio 1/3 di ottava, per ottenere la frequenza inferiore e quella superiore è necessario dividere per tre l’ottava, per cui:

Larghezza dell’intervallo (banda passante)

Dopodiché sarà:

Frequenza inferiore dell’intervallo: 

Frequenza inferiore dell’intervallo: