Le onde sonore possono essere riflesse: cosa, perché, quando, dove, tipi e fatti dettagliati


Quando senti "riflesso", pensi immediatamente alla luce. Potresti chiederti che le onde sonore possono essere riflesse? E qual è il riflesso del suono? Scorri l'articolo in dettaglio per trovare queste risposte.

Il suono, proprio come la luce, è una specie di energia. L'energia viene trasportata sotto forma di un'onda. Sia le onde luminose che le onde sonore hanno alcuni tratti comuni, come riflessione, rifrazione e diffrazione.

Quando possono essere riflesse le onde sonore?

Il suono, un'onda meccanica, segue le stesse regole di riflessione della luce.

Viene semplicemente chiamato "riflesso del suono" quando il suono rimbalza su qualsiasi superficie lucidata o non lucidata. In altre parole, la riflessione del suono si verifica quando un'onda sonora viaggia attraverso un mezzo e poi colpisce la superficie di un altro, ritornando nel modo opposto.

Leggi di riflessione delle onde sonore:

  • L'angolo di riflessione nel caso di riflessione del suono sarà lo stesso dell'angolo di incidenza.

𝛉i =𝛉r

Dove, 𝛉i = Angolo di incidenza

             𝛉r = Angolo di riflessione

  • Il piano da cui viene riflesso il suono sarà lo stesso del piano da cui vengono prodotti il ​​suono incidente e normale.
le onde sonore possono essere riflesse

Di conseguenza, possiamo dedurre che le onde luminose e sonore obbediscono entrambe alle stesse leggi di riflessione. 

La differenza è che per la riflessione del suono, a differenza della luce, non è necessario avere una superficie levigata. Il suono può essere riflesso anche da qualsiasi superficie ruvida. Pertanto, richiede semplicemente che qualsiasi superficie o ostacolo venga riflesso. Inoltre, la forma della superficie da cui viene riflesso il suono influenza la riflessione del suono.

Pensiamo a un'illustrazione:

Diciamo che lanci una palla contro un muro e questa rimbalza contro di te. Ora che stai illuminando la parete con la torcia, stai sperimentando il fenomeno della riflessione della luce. La stessa cosa accade quando parli vicino a un muro: senti quello che hai appena detto. Sì, la tua ipotesi è corretta; non è altro che un riflesso del suono.

Quando si parla, vengono prodotte onde sonore e quando le si sente di nuovo, onde sonore di frequenza udibile vengono riflesse dalla superficie del muro. Di conseguenza, la riflessione del suono è responsabile di farti sentire il tuo suono.

Ora, consideriamo il riflesso delle onde sonore da diverse superfici.

Riflessione del suono su diverse superfici:

La riflessione del suono dipenderà anche dal tipo di superficie, ad esempio se è più rara o più densa. Se il suono viene riflesso da un materiale più denso, si verifica solo un cambiamento di fase di 180 gradi. Tuttavia, se riflessa da un mezzo più raro, la compressione si riflette come rarefazione e viceversa. Entriamo più nel dettaglio.

Riflessione del suono su superfici dure OPPURE confini rigidi:

A causa della compressione e della rarefazione che compongono le onde sonore, le loro aree si alternano tra alta e bassa pressione. Compressione e rarefazione sono termini usati per descrivere simultaneamente la regione di alta e bassa pressione. Di conseguenza, le onde sonore sono una sorta di onda di pressione come pure.

Si consideri un'onda sonora (onda di pressione o onda longitudinale) che viaggia nell'aria e si scontra con una superficie dura come un muro. Ora, quando la compressione dell'onda sonora colpisce una superficie dura, cerca essenzialmente di spingere il muro applicando forza. Tuttavia, poiché il muro è una superficie dura, spinge la compressione formata nell'aria a causa del suono nella direzione opposta applicando una forza uguale e contraria.

Di conseguenza, la compressione che si stava muovendo nella direzione giusta ora si sposterà nella direzione sinistra. Di conseguenza, lo spostamento della particella media durante l'incidenza e la riflessione sarà nella direzione opposta. Di conseguenza, se consideriamo la differenza di fase tra l'onda sonora incidente e quella riflessa, diventa 𝜋 radiante, ovvero 180°.

L'approccio sarà lo stesso se prendiamo ora in considerazione l'istanza della rarefazione. La rarefazione causata dall'incidente si rifletterà come rarefazione.

Il muro serve da esempio, che abbiamo già visto. Poiché la superficie del muro è dura, il tuo suono viene riflesso da esso quando parli.

Riflessione delle onde sonore da un mezzo più raro:

Pensa a un'onda sonora longitudinale che viaggia attraverso un mezzo più denso o solido e colpisce l'interfaccia o il confine di un mezzo più raro. Quando la compressione dell'onda sonora incidente si scontra con un confine costituito da un materiale più raro, la forza viene applicata a quella superficie. Poiché la superficie del mezzo più raro ha meno resistenza e la compressione dell'onda sonora contiene un'alta pressione, il confine del mezzo più raro verrà respinto. 

Contrariamente ai mezzi più densi, le particelle nel mezzo più raro sono libere di migrare. Pertanto, la rarefazione è prodotta all'intersezione dei due mezzi. Pertanto, la compressione incidente ritorna come rarefazione dopo la riflessione dalla superficie del materiale più raro. Di conseguenza, non si nota alcun cambiamento di fase quando un'onda sonora proveniente da un mezzo più denso viene riflessa da un mezzo più raro. 

La stessa cosa accadrà se la rarefazione si verifica sulla superficie di un mezzo più raro e si riflette come compressione.

A titolo illustrativo, immagina il suono che viaggia attraverso un tubo pieno d'acqua. Ora immagina che l'aria sia presente all'estremità aperta del tubo. E sappiamo già che l'acqua è un mezzo per il suono più denso dell'aria. Di conseguenza, l'alta pressione fa sì che le molecole d'aria nell'area circostante si allontanino rapidamente quando si verifica una compressione nell'interfaccia acqua-aria. Di conseguenza, la compressione verrà convertita in rarefazione prima di essere riflessa.

Riflessione delle onde sonore dalla superficie curva:

Come abbiamo visto, superfici diverse riflettono il suono in modo diverso. In modo simile, la curvatura della superficie influenza il modo in cui il suono riflette. La curvatura della superficie ha la capacità di modificare l'intensità del suono. 

Le superfici curve sono classificate in due tipi: 

  • Superfici concave e 
  • Superfici convesse.

Ora esaminiamolo a fondo.

Riflessione del suono dalla superficie concava:

Quando le onde sonore colpiscono una superficie concava, le onde riflesse convergono, proprio come fanno con le onde luminose. Inoltre, anche le onde riflesse avevano un unico punto di messa a fuoco. Di conseguenza, l'intensità dell'onda sonora riflessa aumenta mentre si riflette dalla superficie concava.

Questo fenomeno è utilizzato anche nel mondo naturale. Dalla recente ricerca scientifica, siamo venuti a conoscenza di due fatti:

  • Un alce toro può usare le sue corna come un disco satellitare con il quale può raccogliere e mettere a fuoco facilmente il suono.
  • Secondo ricerche approfondite e lunghi pensieri degli scienziati, i dischi facciali dei gufi sono sferici e possono essere facilmente spostati per raccogliere e quindi riflettere il suono verso le loro orecchie.

Anche se si verifica in natura, spesso stiamo lontani dalle superfici concave quando cerchiamo di riflettere il suono. La ragione di ciò è che concentrarsi sul centro geometrico della superficie si tradurrà in un forte hotspot all'interno di uno spazio. Di conseguenza, la trasmissione del suono riflesso a lunga distanza sarà insolita.

Se è necessaria una forma concava, sarà probabilmente necessario utilizzare materiali fonoassorbenti. Potresti essere in grado di ridurre i problemi di rumore modificando la geometria della tua curva con l'aiuto di uno specialista acustico. Il teatro sta sfruttando questo fenomeno.

In termini di mantenimento dell'intensità del suono riflesso, le superfici concave vengono generalmente impiegate davanti agli altoparlanti nei cinema. Tuttavia, come abbiamo già affermato, ha prodotto un forte hotspot, motivo per cui si riflette il rumore o il suono anomalo. Le pareti e il soffitto del teatro sono costruiti con materiali fonoassorbenti per ridurre questo rumore. Di conseguenza, entrambe le tecniche si migliorano a vicenda riducendo la quantità di errore che rimane.

Riflessione del suono dalla superficie convessa:

Quando le onde sonore incidono sulla superficie convessa, il suono riflesso divergerà in ogni possibile direzione. Quando il suono diverge, ovviamente, l'intensità del suono diminuisce. 

La diffusione del suono dalla superficie convessa aiuta la miscela musicale a diffondersi in tutte le direzioni ed evitare riflessi indesiderati.

Diverse geometrie aiutano nella diffusione del suono, che include:

  • Emisfero o mezzo cilindro
  • Superficie con vari angoli come il motivo a dente di sega

Altri fenomeni significativi associati alla riflessione del suono:

Il riflesso del suono provoca l'eco e il riverbero. Tuttavia, ci sono alcune differenze tra i due fenomeni. Parliamone.

echo:

Il termine eco si riferisce all'ascolto ripetuto del suono riflesso. Un'eco può essere udita quando un suono viene riflesso in un ampio spazio. 

Qualsiasi spazio enorme può creare un'eco, inclusi gli spazi aperti e chiusi. La distanza tra la sorgente e il corpo riflettente deve essere maggiore di 50 piedi per poter sentire l'eco in modo efficace. A causa della distanza relativamente lunga, ci sarà un ritardo tra i suoni udibili. Possiamo quindi sentire due o più suoni distinti.

Pensa a te stesso in piedi in una grande stanza vuota e a parlare ad alta voce "Ciao". Quindi, a causa del riflesso del suono in un'ampia area e attraverso la superficie dura, si sente ripetutamente la parola ciao come "Ciao",....."Ciao",...."Ciao". Il suono uscirà nella stanza e verrà riflesso dalle pareti alle tue orecchie. Più tempo impiega il suono a raggiungere il tuo orecchio, più diventa disturbante.

Potresti averlo fatto mentre eri in vacanza in una stazione di collina gridando il tuo nome sulle colline. Potresti aver notato che l'eco si verifica anche durante i dialoghi nelle telefonate.

Riverbero:

Quando la distanza tra la sorgente del suono e la superficie riflettente è molto piccola, il suono originale viene mescolato con il suono riflesso. Come risultato della sovrapposizione di vari suoni, viene prodotto il suono persistente o continuo. Questo è indicato come riverbero.

Potresti aver sentito queste cose se hai parlato in un'enorme cupola, auditorium o sala. Come risultato dei vari riflessi del suono in questi tipi di luoghi, i suoni riflessi spesso si fondono con il suono originale. Spesso è necessario ascoltare l'effetto di riverbero se questi riflessi si verificano entro 50 millisecondi o 0.05 secondi.

Applicazioni della riflessione del suono:

La proprietà del suono da riflettere viene utilizzata per semplificarci la vita. Le seguenti sono le applicazioni della riflessione del suono:

  1. Stetoscopio: Lo stetoscopio utilizzato dai medici opera sulla teoria della riflessione del suono. Il medico lo usa per ascoltare i battiti del cuore dei pazienti. A causa dei vari riflessi del suono che si verificano all'interno dello stetoscopio, il battito cardiaco del paziente può essere sentito chiaramente dal medico.
  1. Apparecchio acustico: Un altro dispositivo medico che sfrutta la riflessione del principio sonoro è l'apparecchio acustico. Le persone che hanno problemi di udito usano questo dispositivo. Il suono viene riflesso in una regione più sottile in quel dispositivo in modo che possa essere diretto verso le orecchie con un alto livello di intensità.
  2. Sonar: Sì, la teoria della riflessione del suono si applica anche al sonar. Il dispositivo che utilizza il segnale riflettente per calcolare la distanza e la velocità degli oggetti sott'acqua è chiamato sonar. Viene impiegato nelle navi per identificare eventuali minacce alla nave per evitare tragici incidenti come il Titanic. La Marina lo impiega anche per trovare mine e sottomarini.
  3. Tavola armonica: Le tavole armoniche sono semplicemente superfici curve che sono posizionate in modo tale che la fonte del suono rimanga a fuoco. Riflettono uniformemente le onde sonore in tutta la stanza o nell'auditorium. Di conseguenza, l'utilizzo di una tavola armonica migliora la qualità del suono.
  4. Megafono: Le riflessioni multiple vengono utilizzate anche in un megafono. Ha una forma a imbuto. Di conseguenza, quando il suono viene prodotto all'interno dell'imbuto del megafono, le onde vengono riflesse molte volte prima di spostarsi lungo il percorso che porta all'apertura dell'imbuto. Di conseguenza, l'ampiezza del suono aumenta all'inizio.

Ci auguriamo che questo articolo ti abbia fornito tutte le informazioni necessarie sulla riflessione delle onde sonore in modo utile. Si prega di visitare il nostro sito Web per leggere altri articoli relativi alla scienza come questo.

Alpa P. Rajai

Sono Alpa Rajai, ho completato il mio Master in Scienze con specializzazione in Fisica. Sono molto entusiasta di scrivere sulla mia comprensione della scienza avanzata. Vi assicuro che le mie parole ei miei metodi aiuteranno i lettori a capire i loro dubbi e chiarire ciò che stanno cercando. Oltre alla fisica, sono una ballerina Kathak addestrata e a volte scrivo anche i miei sentimenti sotto forma di poesia. Continuo ad aggiornarmi in Fisica e qualunque cosa comprendo semplifico lo stesso e lo tengo dritto al punto in modo che sia chiaro ai lettori. Puoi anche contattarmi su: https://www.linkedin.com/in/alpa-rajai-858077202/

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