Scienza

Eco o riverbero?

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Tutto quello che sentiamo il rombo di un motore, il pianto di un bambino, una sonata di Mozart è provocato da microscopiche compressioni o decompressioni dell’aria. In un particolare punto dello spazio (la sorgente) le onde sonore vengono messe in movimento.

La sorgente causa il movimento ondulatorio delle molecole che compongono l’aria le quali trasmettono il loro movimento alle molecole vicine urtandole. Queste molecole mettono in movimento le vicine e così via, fino al punto in cui noi possiamo essere in condizione di percepire la perturbazione e rilevare la vibrazione attraverso un sensore (un microfono o, più semplicemente, il nostro orecchio). L’onda sonora è quindi un modo per trasmettere l’energia acustica che è un tipo di energia meccanica i cui processi sono per noi invisibili.

Il suono si può propagare soltanto attraverso un mezzo di propagazione, ad esempio l’aria. Ecco perché dobbiamo considerare licenze poetiche tutti quei film di fantascienza dove esplosioni nello spazio sono seguiti da effetti sonori travolgenti. Lo spazio non ha alcun mezzo di propagazione per il suono e quindi anche l’esplosione di una supernova avverrebbe in un drammatico e sconvolgente silenzio. L’unico film, che io ricordi, che ha rispettato questa basilare legge della fisica è quell’assoluto capolavoro di Kubrick, “2001 Odissea nello spazio”.

Uno dei fenomeni basilari dell’onda sonora che sperimentiamo quotidianamente è la riflessione ovvero quando l’onda sonora incontra un ostacolo e torna indietro. Si individuano, così, due onde: l’onda incidente e l’onda riflessa. Un caso “eclatante” di onda che torna indietro è rappresentato dall’eco. È eclatante nel senso che, quando avviene il fenomeno dell’eco, possiamo percepire, per esempio, la nostra stessa voce che, tornando indietro, raggiunge le nostre orecchie dopo essere stata emessa dalla nostra bocca.

Vi siete chiesti perché questo fenomeno non avviene nelle nostre case? Eppure se battiamo le mani o gridiamo l’onda sonora incontra dopo pochi metri una parete e quindi dovrebbe essere riflessa. La spiegazione è che esiste un limite temporale molto preciso tra l’eco e quello che si chiama invece riverbero, una forma di riflessione delle onde sonore più comune. Questo limite è fissato in 1/10 di sec.

Questo limite scaturisce in virtù della diversa densità del mezzo di propagazione. Infatti il suono non si trasmette soltanto attraverso l’aria e la diversa consistenza atomica del mezzo influisce anche sulla velocità di propagazione dell’onda sonora. Di seguito una brevissima tabella con le diverse velocità del suono attraverso alcuni differenti mezzi di propagazione: ๏ Aria: 344 m/s ๏ Acqua: 1498 m/s ๏ Rame: 3750 m/s ๏ Ferro: 5120 m/s .

Esistono quindi situazioni quasi paradossali in cui potremmo sentire un suono due volte. Immaginiamo di essere immersi nell’acqua e un fulmine cade a 10 km di distanza. Il suono nell’acqua viaggia a 1498 m/sec, quindi, sott’acqua, sentiremmo il fragore del tuono dopo circa 6,7 sec. A questo punto, tirando la testa fuori dall’acqua, sentiremmo di nuovo lo stesso tuono dopo altri 22,4 sec.

Il motivo che separa l’eco dal riverbero è proprio la velocità del suono. Dato che si ha riverbero quando l’onda incidente si confonde nell’orecchio dell’ascoltatore con l’onda riflessa, mentre si ha eco quando le due onde risultano distinte, è necessario che la distanza tra la sorgente sonora e l’ostacolo sia di almeno 17 m che sono necessari per creare quel famoso lasso di tempo di 1/10 di sec.

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