Quando senti "riflessione", pensi immediatamente alla luce. Potresti chiederti che le onde sonore possono essere riflesse? E qual è la riflessione del suono? Leggi l'articolo in dettaglio per trovare queste risposte.
Il suono, proprio come la luce, è una sorta di energia. L'energia viene trasportata sotto forma di un'onda. Sia le onde luminose che le onde sonore hanno alcuni tratti comuni, come la riflessione, la rifrazione e la diffrazione.
Quando possono essere riflesse le onde sonore?
Il suono, un'onda meccanica, segue le stesse regole di riflessione della luce.
Si parla semplicemente di “riflessione del suono” quando il suono rimbalza su qualsiasi superficie lucida o non lucida. 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 nella direzione opposta.
Leggi di riflessione delle onde sonore:
- L'angolo di riflessione nel caso della riflessione del suono sarà uguale all'angolo di incidenza.
??i =????r
Dove, ????i = Angolo di incidenza
??r = Angolo di riflessione
- Il piano da cui viene riflesso il suono sarà lo stesso da cui vengono prodotti il suono incidente e normale.
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 necessaria una superficie lucida. Il suono può essere riflesso anche da qualsiasi superficie ruvida. Pertanto, è sufficiente 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 ti rimbalza indietro. Ora che stai illuminando il muro 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 parli, vengono prodotte onde sonore e quando le ascolti, le onde sonore di frequenza udibile vengono riflesse dalla superficie del muro. Di conseguenza, la riflessione del suono è responsabile di farti sentire il tuo stesso suono.
Consideriamo ora 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, quando riflessa da un mezzo più raro, la compressione si riflette come rarefazione e viceversa. Entriamo più nel dettaglio.
Riflessione del suono su superfici dure O confini rigidi:
A causa della compressione e rarefazione che compongono le onde sonore, le loro aree si alternano tra alta e bassa pressione. Compressione e rarefazione sono termini usati per descrivere contemporaneamente la regione di alta e bassa pressione. Di conseguenza, le onde sonore sono una sorta di onda di pressione come pure.
Consideriamo un'onda sonora (onda di pressione o onda longitudinale) che viaggia attraverso l'aria e si scontra con una superficie dura come un muro. Ora, quando la compressione dell’onda sonora colpisce una superficie dura, essenzialmente cerca di spingere il muro applicando forza. Tuttavia, poiché la parete è una superficie dura, spinge la compressione formata nell'aria dovuta al suono nella direzione opposta applicando una forza uguale e contraria.
Di conseguenza, la compressione che si muoveva nella direzione giusta ora si sposterà verso 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 le onde sonore incidenti e riflesse, diventa ???? radiante o 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, come abbiamo già visto. Poiché la superficie del muro è dura, il suono viene riflesso da essa quando parli.
Riflessione delle onde sonore da mezzi più rari:
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 collide con un confine costituito da un materiale più raro, su quella superficie viene applicata una forza. Poiché la superficie del mezzo più raro ha meno resistenza e la compressione dell’onda sonora contiene alta pressione, il confine del mezzo più raro verrà spinto indietro.
A differenza dei mezzi più densi, le particelle nel mezzo più raro sono libere di migrare. Pertanto, la rarefazione si produce 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 avviene sulla superficie di un mezzo più raro e si riflette come compressione.
A titolo illustrativo, immagina che il suono viaggi attraverso un tubo pieno d'acqua. Ora immagina che all’estremità aperta del tubo sia presente dell’aria. 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 la compressione nell’interfaccia acqua-aria. Di conseguenza, la compressione verrà convertita in rarefazione prima di essere riflessa.
Riflessione delle onde sonore da una 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 viene riflesso. La curvatura della superficie ha la capacità di modificare l'intensità del suono.
Le superfici curve sono classificate in due tipologie:
- Superfici concave e
- Superfici convesse.
Consideriamolo ora a fondo.
Riflessione del suono da una 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 focale. Di conseguenza, l'intensità dell'onda sonora riflessa aumenta man mano che viene riflessa dalla superficie concava.
Questo fenomeno è utilizzato anche nel mondo naturale. Dalle recenti ricerche scientifiche siamo venuti a conoscenza di due fatti:
- Un alce maschio può usare le sue corna come un disco satellitare con cui può raccogliere e focalizzare facilmente il suono.
- Secondo ricerche approfondite e riflessioni approfondite da parte 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, probabilmente sarà necessario utilizzare materiali fonoassorbenti. Potresti riuscire a ridurre i problemi di rumore modificando la geometria della curva con l'aiuto di uno specialista di acustica. Il teatro si avvale di questo fenomeno.
Per mantenere l'intensità del suono riflesso, le superfici concave vengono generalmente utilizzate davanti agli altoparlanti nei teatri. Tuttavia, come abbiamo già detto, si produce un hotspot rumoroso, motivo per cui vengono riflessi rumori o suoni anomali. Le pareti e il soffitto del teatro sono costruiti con materiali fonoassorbenti per ridurre questo rumore. Di conseguenza, entrambe le tecniche si potenziano a vicenda riducendo la quantità di errori rimanenti.
Riflessione del suono da una superficie convessa:
Quando le onde sonore incidono sulla superficie convessa, il suono riflesso diverge in ogni direzione possibile. 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 evita riflessioni indesiderate.
Varie geometrie aiutano nella diffusione del suono, che include:
- Emisfero o mezzo cilindro
- Superficie con vari angoli come il disegno a dente di sega
Altri fenomeni significativi associati alla riflessione del suono:
La riflessione del suono provoca eco e riverbero. Esistono però alcune differenze tra i due fenomeni. Parliamone.
echo:
Il termine eco si riferisce all'ascolto ripetuto del suono riflesso. Si può sentire un'eco quando un suono si riflette in un ampio spazio.
Qualsiasi spazio enorme può creare un'eco, compresi 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 come se fossi in una grande stanza vuota e dicessi ad alta voce "Ciao". Quindi, a causa della riflessione 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 si rifletterà dalle pareti alle tue orecchie. Più tempo impiega il suono a raggiungere il tuo orecchio, più diventa fastidioso.
Potresti averlo fatto durante una vacanza in una stazione collinare gridando il tuo nome sulle colline. Potresti aver notato che l'eco si verifica anche durante le diafonia nelle telefonate.
Riverbero:
Quando la distanza tra la sorgente sonora e la superficie riflettente è molto piccola, il suono originale viene miscelato con il suono riflesso. Come risultato della sovrapposizione di vari suoni, viene prodotta la persistenza o suono continuo. Questo si chiama riverbero.
Potresti averli sentiti se hai parlato in un'enorme cupola, auditorium o sala. Come risultato delle varie riflessioni del suono in questi tipi di luoghi, i suoni riflessi spesso si fondono con il suono originale. Spesso è necessario sentire l'effetto del riverbero se queste riflessioni si verificano entro 50 millisecondi o 0.05 secondi.
Applicazioni della riflessione del suono:
La proprietà del suono di essere riflesso viene sfruttata per semplificarci la vita. Le seguenti sono le applicazioni della riflessione del suono:
- Stetoscopio: Lo stetoscopio utilizzato dai medici funziona secondo la teoria della riflessione del suono. Il medico lo usa per ascoltare i battiti cardiaci dei pazienti. Grazie alle diverse riflessioni del suono all’interno dello stetoscopio, il medico può sentire chiaramente il battito cardiaco del paziente.
- Apparecchio acustico: Un altro dispositivo medico che sfrutta il principio della riflessione del suono è l'apparecchio acustico. Le persone che hanno problemi di udito utilizzano questo dispositivo. Il suono viene riflesso in una zona più sottile dell'apparecchio in modo che possa essere diretto verso le orecchie con un'intensità elevata.
- Sonar: Sì, la teoria della riflessione del suono vale anche per il sonar. Il dispositivo che utilizza il segnale riflettente per calcolare la distanza e la velocità degli oggetti sottomarini è chiamato sonar. Viene impiegato nelle navi per identificare eventuali minacce alla nave ed evitare tragici incidenti come il Titanic. La Marina lo impiega anche per trovare mine e sottomarini.
- Tavola armonica: Le tavole armoniche sono semplicemente superfici curve posizionate in modo tale che la sorgente 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.
- Megafono: Le riflessioni multiple vengono utilizzate anche in un megafono. Ha una forma ad imbuto. Di conseguenza, quando il suono viene prodotto all’interno dell’imbuto del megafono, le onde vengono riflesse più 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. Visita il nostro sito Web per leggere altri articoli relativi alla scienza come questo.
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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. Assicuro che le mie parole e i miei metodi aiuteranno i lettori a comprendere i loro dubbi e a chiarire ciò che stanno cercando. Oltre alla fisica, sono una ballerina di Kathak addestrata e a volte scrivo anche i miei sentimenti sotto forma di poesia. Continuo ad aggiornarmi in Fisica e tutto ciò che capisco lo semplifico e lo mantengo dritto al punto in modo che sia chiaro ai lettori.
