CORSO DI
FISICA
AMBIENTALE
ACUSTICA
Antonio Ballarin Denti
ACOUSTIC PROPAGATION
A piston moves
with velocity u,
then stops
The compressed
parcel of liquid
moves with
propagation
velocity c0
Locally the fluid
velocity only
becomes u as the
disturbance passes
ACOUSTIC PROPAGATION OF ARMONIC MOTION
The harmonic
motion of the
piston causes
compression
and rarefaction
of the fluid.
Notice the
pressure
distribution
ONDE E PRESSIONE SONORA
Moto del pistone
NEWTON’S LAW
The piston on the left
compresses a volume
in front of the piston
Note that the right
edge moves with
velocity c0
Typical pressure fluctuations prms and their sound pressure levels
Lp (dB re 2 x 10-5 Pa). Numbers only give an order of magnitude
LA VELOCITÀ DEL SUONO
Dalla legge di Newton
( z = impedenza acustica )
Dalla legge di conservazione della massa:
Essendo   o
Posto
 ·u~0
Per l’aria:
T = 20°C
p0= 1.013 x 105 Pa
0= 1.205 kg m-3
c0= 343 m·s-1
k = 1.4
da 20 Hz a 20 KHz :
da 17 m a 17 mm
Per l’acqua:
con
c0= 1500 m·s-1
pmax= 0.6 Pa
umax= 1.5 mm/s
IL RUMORE: energia e densità di energia
Energia cinetica
Energia potenziale
DENSITÀ DI
ENERGIA
ITENSITÀ ACUSTICA
È la grandezza vettoriale che rappresenta il flusso d'energia
trasportata da un'onda acustica per unità di superficie e tempo;
il suo modulo è espresso in watt/metro quadrato.
( Flusso di energia per unità di area )
POTENZA ED INTENSITÀ ACUSTICA
Onde armoniche piane
POTENZA ED INTENSITÀ ACUSTICA
Livello di intensità
SUMMARY OF dB SCALES WITH THEIR DEFINITIONS
VARIABLE
QUANTITY
Re
VALUE
NOTE
Pressure prms
Lp
2  10-5 Pa
All freq. summed
Intensity I
Ll
10-12 W m-2
All freq. summed
Power W
LW
10-12 W
All freq. summed
Pressure density prms(f)
Lp(f)
2  10-5 Pa
Bandwidth f = 1Hz
Intensity density I(f)
Ll(f)
10-12 W m-2
Bandwidth f = 1Hz
IL RUMORE – POTENZA E INTENSITÀ ACUSTICA
Onde armoniche sferiche
Sorgente puntuale:
Livello di pressione del suolo Lp(R) ad
una distanza R dalla sorgente
Sorgente lineare:
Somma di livelli di suono indipendenti
( stessa intensità )
Somma di livelli di suono indipendenti
PRESSIONE
INTENSITÀ
POTENZA
IL RUMORE – La percezione dell’uomo
IL RUMORE – La percezione dell’uomo
Curves of equal
loudness. The
dashed threshold of
audibility applies
to the best hearing
5% of the population
(modal value of the
binaural hearing
threshold of
otologically normal
persons within the
age limits from 18
to 30 years).
The loudness at
1kHz is indicated
near the curves and
defines the phon
ESPERIMENTAL RELATION BETWEEN LOUDNESS N
IN SONE AND LOUDNESS LEVEL LN IN PHON
Legge della potenza psico-fisica:
“uguali rapporti oggettivi I2/I1 e
I4/I3 di stimoli fisici I producono
uguali rapporti soggettivi N2/N1
e N4/N3 di effetti N”
IL RUMORE – La percezione dell’uomo
Sound pressure levels for the violin g0 and the clarinet c0
tones for the triangle taken by a frequency analyser
IL RUMORE – La percezione dell’uomo
Toni
Tones as narrow peaks against a continuous background.
The octave band istograms includes the tones
Constant sound pressure density Lp(f) in the 250 Hz
octave band with a single tone. The equivalent overall
histogram has been dotted
Percentage of words and sentences correctly
identified in the presence of background noice
Acceptable noise levels in unoccupied rooms.
Octave band levels used to determine preferred noise
criteria (PNC) for a room by intersection of a measured
curve with the highest defined one.In this case PNC = 40
LA TRASMISSIONE DEL SUONO
L’isolamento acustico
It = t ·Ii
Locale
emittente
Locale
ricevente
Categories of
sound transmission
LA TRASMISSIONE DEL SUONO
L’isolamento acustico
P
Lo smorzamento acustico
LA TRASMISSIONE DEL SUONO: Esempio
R=50 dB
S1/S=10-3
R1=0
Reff=30 dB
Le leggi della massa per l’isolamento acustico
w=2pf
r0c0=413 kg m-2 s-1