INTENSITÀ DEL SUONO
Un’onda è la perturbazione di un mezzo elastico che propagandosi trasporta energia (non materia). L’energia (fornita da una sorgente) che attraversa l’unità di superficie nell’unità di tempo è detta intensità I dell’onda. Perciò, data una superficie S che è attraversata da un’energia E trasportata da un’onda in un intervallo di tempo Δt, si definisce intensità
I = E/(S Δt)
Poiché per definizione la potenza P = E / Δt e si misura in Watt, l’intensità di un’onda è semplicemente il rapporto tra la potenza e la superficie:
I = P/S [W/m2]
E’ esperienza comune che quando ci allontaniamo da una sorgente sonora (ad es. una persona che sta parlando) il suo volume (la sua intensità) diminuisce. Questo è dovuto al fatto che la potenza P emessa dalla sorgente è costante, ma all’aumentare della distanza r dalla sorgente, tale potenza deve essere distribuita su una superficie S più grande e quindi l’intensità diminuisce. Nel caso di una sorgente che emette onde sonore sferiche, l’intensità dell’onda è:
I = P / (4πr²)
Tale intensità diminuisce con il quadrato della distanza.
Quindi ad una distanza r1
I1 = P/S1 => P = I1 S1
Ad una distanza r2
I2 = P/S2 => P = I2 S2
Quindi:
I1 S1 = I2 S2 => I1 4πr²1 = I2 4πr²2 => I2 /I1 = (r1 /r2)²
cioè le intensità sono inversamente proporzionali ai quadrati dei rispettivi raggi.
La nostra percezione del suono dipende dall’intensità dell’onda sonora. Tale dipendenza non è però lineare: se l’intensità diventa 10 volte più alta noi percepiamo un volume doppio; se l’intensità diventa 100 volte più alta noi percepiamo un volume triplo. Per legare l’intensità di un’onda sonora al volume del suono, utilizziamo una scala logaritmica:
Is = 10 log I/I0
dove I0 è la minima intensità sonora da noi udibile (I0 = 10-12 W/m²).
L’intensità sonora si misura nel S.I. in decibel [dB]. Il decibel non è una vera e propria unità di misura, come ad es. il metro, ma è come il radiante (privo di dimensioni).
