Quando gettiamo un sasso in uno specchio d'acqua,vediamo formarsi sulla superficie,a partire dal punto in cui il sasso l'ha colpita,una serie di increspature concentriche che chiamiamo onde. Se sull'acqua galleggia un pezzetto di legno questo,al passaggio delle onde,si solleva e si abbassa ma non si allontana dal posto in cui si trova;la propagazione delle onde avviene infatti senza che le particelle d'acqua subiscano uno spostamento orizzontale ma solo verticale. Qualcosa di simile avviene nell'aria quando Ŕ colpita da una vibrazione emessa da una sorgente sonora. I suoni,infatti,si propagano in essa mediante una successione di compressioni ed espansioni,dette onde sonore. I suoni si propagano anche nei solidi e nei liquidi: infatti appoggiando un orologio all'estremitÓ di un tavolo di legno e avvicinando l'orecchio all'altra estremitÓ si pu˛ sentire il ticchettio,cosý immergendo l'estremitÓ di uno stetoscopio in un lavandino pieno d'acqua si pu˛ udire un suono prodotto nell'acqua. Invece facendo trillare una sveglia posta sotto una campana di vetro da cui Ŕ stata tolta l'aria (accendendovi un fiammifero dentro),nessun suono giunge all'esterno: il suono non si propaga attraverso il vuoto. La velocitÓ con la quale un suono si propaga dipende,invece,dalla natura del mezzo e non dalle caratteristiche del suono. E' stato sperimentalmente provato che essa aumenta al crescere della temperatura e all'aumentare della densitÓ. In particolare, i valori trovati per la velocitÓ del suono nei mezzi con caratteristiche fisiche diverse quali l'aria,l'acqua e l'acciaio sono i seguenti:

- nell'aria a 20░ C      v=340m/s

- nell'acqua a 20░C   v=1480m/s

- nell'acciaio a 20░C  v=5980m/s

L'equazioni secondo cui la velocitÓ del suono varia al variare della temperatura  sono:

varia= 340m/s + 0,6T

vacqua= 1480 m/s + 4,2 T 

Le perturbazioni ,se il mezzo di propagazione Ŕ un solido ,possono essere longitudinali. Se in un mezzo,coesistono entrambi le perturbazioni,allora la velocitÓ delle onde longitudinali Ŕ superiore a quella di propagazione dell'onda trasversale. In generale,la velocitÓ con cui una perturbazione si propaga dipende dai parametri elastici del mezzo di propagazione in quanto Ŕ proprio dal gioco di deformazione e reazione elastica che trae origine il meccanismo della propagazione .In particolare, in un mezzo solido,si Ŕ trovato per le onde trasversali una velocitÓ espressa da:

v   =

e per le onde longitudinali:

v =

G ed E sono due parametri elastici: il primo Ŕ detto modulo di rigiditÓ,il secondo modulo di Young, r indica la densitÓ del mezzo. Nei mezzi fluidi,infine,infine,la velocitÓ della perturbazione Ŕ data da :

v =

dove K Ŕ il modulo di compressibilitÓ del fluido.

TABELLA A

VelocitÓ del suono negli aeriformi  
Gas/vapore VelocitÓ del suono (Km/s)
Aria (253K) 0,319
"      (273 K) 0,332
"      (293 K) 0,343
"      (313 K) 0,354
"      (333 K) 0,365
Azoto (273 K) 0,337
Anidride carbonica (273 K) 0,259
Elio (273 K) 0,972
Metano (273 K) 0,430

TABELLA B

VelocitÓ del suono nei liquidi      (T=293 K)    
Liquido VelocitÓ del suono (Km/s) K( N/m2 )
Benzene 1,32 1,1x109
Alcool etilico 1,17 1,1x109
Glicerina 1,93 4,5x109
Mercurio 1,45 2,6x109
Acqua 1,48 2,0x109
Acqua marina 1,51 1,6x109

TABELLA C

VelocitÓ del suono nei solidi     (T=293 K)    
Materiale VelocitÓ delle onde longitudinali (Km/s) VelocitÓ delle onde trasversali
Acciaio 5,98 3,30
Alluminio 6,37 3,11
Ottone 4,37 2,10
Rame 4,76 2,33
Vetro pyrex 5,64 3,28

 

ESPERIMENTI

 

"nota storica"

 

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