Glossario Acustica e psicoacustica

Scienza che studia la generazione, la propagazione e la ricezione delle onde sonore e dei fenomeni a esse connessi; l'acustica musicale ne applica i principi alla produzione e alla percezione dei suoni musicali.

Massimo scostamento di una grandezza oscillante dal suo valore di equilibrio; nell'onda sonora è legata alla variazione di pressione e quindi all'intensità e alla sonìa percepite.

Metodo matematico che scompone un segnale periodico complesso nella somma di componenti sinusoidali di frequenza, ampiezza e fase determinate, rivelandone lo spettro; è il fondamento dell'analisi acustica del suono.

Componente di un suono complesso la cui frequenza è multiplo intero della fondamentale; l'insieme delle armoniche ne determina il timbro. La prima armonica coincide con la fondamentale.

Dissipazione di parte dell'energia di un'onda sonora quando incide su un materiale, convertita in calore anziché riflessa; è quantificato dal coefficiente di assorbimento e regola il tempo di riverberazione.

Intervallo di frequenze entro il quale due componenti sonore interagiscono nella stessa regione della membrana basilare, influenzando mascheramento e percezione di consonanza; la sua larghezza cresce con la frequenza.

Variazione periodica di intensità percepita quando si sovrappongono due suoni di frequenza leggermente diversa; la frequenza dei battimenti è pari alla differenza tra le due frequenze.

Unità logaritmica di misura degli intervalli musicali pari a un centesimo di semitono temperato, ossia un milleduecentesimo di ottava; consente di confrontare con precisione i diversi sistemi di intonazione.

Organo a spirale dell'orecchio interno in cui le vibrazioni sonore, trasmesse attraverso la membrana basilare e le cellule ciliate, vengono convertite in impulsi nervosi; sede dell'analisi in frequenza del suono.

Piccolo intervallo, pari a circa 23,5 cent, per cui dodici quinte pure eccedono sette ottave; rappresenta l'incompatibilità aritmetica tra quinte e ottave pure, e i sistemi di temperamento nascono per distribuirlo.

Fasi alternate di un'onda sonora longitudinale in cui la pressione del mezzo aumenta (compressione) o diminuisce (rarefazione) rispetto al valore di riposo, propagandosi come variazione periodica.

Percezione di fusione e stabilità nella combinazione simultanea di suoni, associata acusticamente a rapporti di frequenza semplici e alla scarsità di battimenti tra le armoniche.

Curve che uniscono, nel piano frequenza-pressione, i suoni percepiti con uguale sonìa; mostrano che la sensibilità dell'orecchio varia con la frequenza ed è massima intorno a 2-5 kHz. Dette anche curve di Fletcher-Munson.

Unità logaritmica che esprime il rapporto tra due grandezze acustiche (potenza, intensità, pressione); un incremento di 10 dB corrisponde a una potenza dieci volte maggiore. Simbolo dB.

Deviazione di un'onda sonora attorno a ostacoli o attraverso aperture di dimensioni confrontabili con la sua lunghezza d'onda; permette al suono di aggirare barriere e spiega perché i suoni gravi si diffondono più facilmente.

Percezione di tensione o asprezza nella combinazione di suoni, legata acusticamente a rapporti di frequenza complessi e alla presenza di battimenti ravvicinati tra componenti entro la stessa banda critica.

Riflessione di un'onda sonora che ritorna all'ascoltatore con ritardo sufficiente (oltre circa 0,1 secondi) da essere percepita come ripetizione distinta del suono originale, e non come sua semplice prosecuzione.

Fenomeno per cui, quando lo stesso suono giunge da più direzioni a breve distanza temporale, la localizzazione è determinata dal primo fronte d'onda; alla base della percezione spaziale in ambienti riverberanti. Detto effetto Haas.

Variazione della frequenza percepita di un suono dovuta al moto relativo tra sorgente e ascoltatore: la frequenza aumenta in avvicinamento e diminuisce in allontanamento, a parità di frequenza emessa.

Grandezza che individua lo stato di un'oscillazione periodica in un dato istante rispetto a un riferimento; la differenza di fase tra due onde ne determina l'interferenza costruttiva o distruttiva.

Fenomeno percettivo per cui si attribuisce a un suono complesso l'altezza della sua fondamentale anche quando questa è fisicamente assente, purché ne siano presenti le armoniche superiori.

Regione di frequenza in cui si concentra l'energia dello spettro di un suono per effetto delle risonanze della sorgente; le formanti caratterizzano il timbro delle vocali e degli strumenti indipendentemente dall'altezza.

Numero di oscillazioni complete compiute da un'onda nell'unità di tempo, misurata in hertz (Hz); nel suono determina l'altezza percepita: quanto più alta la frequenza, tanto più acuto il suono.

Frequenza più bassa di un suono complesso periodico, corrispondente al primo termine della serie armonica; ne determina l'altezza percepita ed è indicata con il simbolo f0.

Frequenza alla quale un sistema tende a oscillare liberamente dopo una perturbazione, determinata dalle sue caratteristiche fisiche; se eccitato a tale frequenza entra in risonanza. Detta anche frequenza naturale.

Superficie che unisce i punti di un mezzo raggiunti dall'onda nello stesso istante e con la stessa fase; la sua forma (piana, sferica) descrive il modo in cui l'onda si propaga dalla sorgente.

Grandezza che misura l'opposizione di un mezzo alla propagazione di un'onda sonora, data dal rapporto tra pressione e velocità delle particelle; le sue variazioni tra mezzi governano riflessione e trasmissione del suono.

Potenza acustica che attraversa una superficie unitaria perpendicolare alla direzione di propagazione, misurata in watt al metro quadrato; decresce con il quadrato della distanza dalla sorgente.

Fenomeno di sovrapposizione di due o più onde nel medesimo punto, la cui risultante dipende dalle loro fasi: può rinforzare l'oscillazione (costruttiva) o attenuarla fino ad annullarla (distruttiva).

Sistema di intonazione in cui gli intervalli sono definiti da rapporti di numeri interi piccoli, derivati dalla serie armonica, che producono consonanze pure ma rendono problematiche trasposizioni e modulazioni. Detta anche intonazione giusta.

Andamento dell'ampiezza di un suono nel tempo, dall'attacco all'estinzione; spesso schematizzato nelle fasi di attacco, decadimento, sostegno e rilascio, contribuisce in modo decisivo al riconoscimento del timbro.

Misura logaritmica della pressione sonora espressa in decibel, riferita alla soglia convenzionale di 20 micropascal; quantifica l'intensità di un suono. Sigla SPL, dall'inglese Sound Pressure Level.

Capacità del sistema uditivo di individuare la posizione di una sorgente sonora, basata su differenze di tempo e di intensità tra i due orecchi e sul filtraggio operato dal padiglione auricolare.

Distanza spaziale tra due punti omologhi consecutivi di un'onda periodica; è pari al rapporto tra la velocità di propagazione e la frequenza, e diminuisce al crescere di quest'ultima.

Fenomeno per cui un suono rende meno udibile o del tutto inudibile un altro suono più debole vicino in frequenza o in tempo; è alla base della compressione audio percettiva, come quella del formato MP3.

Sottile membrana della coclea che vibra in punti diversi a seconda della frequenza del suono, operando un'analisi in frequenza; la sua organizzazione tonotopica è alla base della percezione dell'altezza e del mascheramento.

Ciascuna delle configurazioni di vibrazione con cui un sistema può oscillare a una propria frequenza definita; la combinazione dei modi determina lo spettro e il timbro degli strumenti musicali.

Punto di un'onda stazionaria in cui l'ampiezza di oscillazione è costantemente nulla, risultato dell'interferenza distruttiva tra le onde sovrapposte; si alterna regolarmente con i ventri.

Onda in cui l'oscillazione delle particelle del mezzo avviene nella stessa direzione di propagazione, generando zone di compressione e rarefazione; le onde sonore nei fluidi sono di questo tipo.

Perturbazione meccanica che si propaga in un mezzo elastico (aria, acqua, solidi) trasportando energia senza spostamento netto di materia; nell'aria è un'onda di pressione che il sistema uditivo percepisce come suono.

Configurazione di oscillazione che nasce dalla sovrapposizione di due onde identiche che viaggiano in verso opposto, tipicamente per riflessione; presenta punti fissi (nodi) e punti di massima oscillazione (ventri).

Ciascuna componente sinusoidale che costituisce un suono complesso; se le parziali sono multiple intere della fondamentale si dicono armoniche, altrimenti sono parziali inarmoniche (tipiche di campane e percussioni).

Durata di un ciclo completo di un fenomeno oscillatorio periodico, espressa in secondi; è l'inverso della frequenza (T = 1/f), quindi tanto più breve quanto più acuto è il suono.

Unità del livello di sonìa: un suono ha n phon se è percepito forte quanto un tono puro di 1000 Hz avente livello di pressione sonora di n decibel; tiene conto della sensibilità dell'orecchio alle frequenze.

Variazione di pressione rispetto al valore atmosferico di riposo prodotta dal passaggio di un'onda sonora, misurata in pascal; è la grandezza rilevata dal timpano e dai microfoni.

Disciplina che studia la relazione tra gli stimoli sonori fisici e le sensazioni uditive che essi provocano, occupandosi di altezza, sonìa, timbro, mascheramento e localizzazione percepiti.

Fenomeno per cui un'onda sonora, incontrando la superficie di separazione tra due mezzi, viene rinviata indietro nel mezzo di provenienza; è all'origine dell'eco e della riverberazione.

Cambiamento di direzione di un'onda sonora quando attraversa mezzi in cui la velocità di propagazione è diversa, ad esempio strati d'aria a temperatura differente; ne curva il percorso.

Fenomeno per cui un sistema oscillante, sollecitato a una frequenza prossima alla propria frequenza naturale, accumula energia e vibra con ampiezza massima; principio alla base della produzione sonora negli strumenti.

Cavità con un'apertura che risuona a una frequenza determinata dal volume interno e dalle dimensioni del collo; amplifica selettivamente quella frequenza ed è impiegato nell'acustica e nella correzione ambientale.

Persistenza del suono in un ambiente chiuso dovuta alle numerose riflessioni sulle superfici, che continuano a giungere all'ascoltatore dopo la cessazione della sorgente, sovrapponendosi in una coda sonora decrescente.

Suono privo di periodicità definita, con spettro esteso e componenti non armoniche; in senso percettivo, ogni segnale sonoro indesiderato o non riconducibile a un'altezza precisa.

Rumore il cui spettro presenta densità di potenza costante su tutte le frequenze, in analogia con la luce bianca; è usato come segnale di test in acustica e nell'elaborazione audio.

Rumore la cui densità di potenza decresce di 3 dB per ottava, distribuendo energia uguale in ciascuna banda di ottava; percepito come più equilibrato del rumore bianco, è impiegato per la taratura di impianti audio.

Scala psicoacustica che suddivide la gamma udibile in 24 bande critiche, ciascuna corrispondente a una regione della coclea; rende conto della risoluzione in frequenza dell'orecchio umano.

Scala percettiva dell'altezza in cui distanze uguali corrispondono a variazioni di altezza soggettivamente uguali; è tarata ponendo 1000 mel a un tono di 1000 Hz a 40 dB e si discosta dalla scala lineare in frequenza.

Successione di frequenze multiple intere di una fondamentale (f, 2f, 3f, ...) che compongono un suono complesso periodico; ne definisce lo spettro e sta alla base dei rapporti consonanti fra gli intervalli.

Livello di pressione sonora, intorno ai 120-130 dB, oltre il quale la sensazione uditiva diventa dolorosa e può provocare danni all'apparato uditivo; delimita superiormente il campo di udibilità.

Minima pressione sonora che, a una data frequenza, produce una sensazione uditiva; varia con la frequenza e definisce il limite inferiore del campo udibile, convenzionalmente 20 micropascal a 1000 Hz.

Unità della scala soggettiva di sonìa: 1 son equivale a 40 phon, e a ogni raddoppio della sonìa percepita corrisponde un raddoppio del valore in son, ossia circa 10 phon in più.

Attributo percettivo che ordina i suoni dal più debole al più forte, corrispettivo soggettivo dell'intensità fisica; dipende da frequenza e durata oltre che dalla pressione sonora. In inglese loudness.

Rappresentazione della distribuzione dell'energia di un suono in funzione della frequenza, che evidenzia le componenti presenti e la loro ampiezza; ne descrive il contenuto armonico e quindi il timbro.

Diagramma che rappresenta l'evoluzione dello spettro di un segnale nel tempo: l'asse orizzontale indica il tempo, quello verticale la frequenza e il colore o l'intensità l'ampiezza delle componenti.

Sensazione uditiva prodotta da onde di pressione che si propagano in un mezzo elastico entro la banda udibile (circa 20 Hz-20 kHz); per estensione, la stessa perturbazione fisica che genera tale sensazione.

Sistema di intonazione che divide l'ottava in dodici semitoni di uguale rapporto di frequenza (radice dodicesima di 2), distribuendo su tutti gli intervalli le imperfezioni della scala naturale per consentire la trasposizione.

Tempo necessario perché il livello sonoro in un ambiente diminuisca di 60 dB dopo lo spegnimento della sorgente; dipende da volume e assorbimento secondo la formula di Sabine. Indicato come RT60 o T60.

Qualità che distingue due suoni di uguale altezza, intensità e durata, dipendente dalla composizione spettrale (numero e ampiezza delle armoniche) e dall'andamento dell'inviluppo temporale.

Suoni supplementari percepiti quando due toni intensi risuonano insieme, con frequenze pari alla somma o alla differenza di quelle reali; nascono dalla non linearità dell'orecchio. Descritti da Tartini come terzo suono.

Suono costituito da un'unica componente sinusoidale, privo di armoniche; è un'astrazione fisica prodotta solo da sorgenti particolari (diapason, oscillatori) e usata come segnale di riferimento in acustica.

Fase iniziale e rapida di un suono, ricca di componenti non stazionarie, che precede la parte stabile; il transiente d'attacco è determinante per l'identificazione dello strumento sorgente.

Velocità di propagazione delle onde sonore in un mezzo, dipendente dalle sue proprietà elastiche e dalla densità; in aria secca a 20 °C vale circa 343 m/s e cresce con la temperatura.

Punto di un'onda stazionaria in cui l'ampiezza di oscillazione è massima, prodotto dall'interferenza costruttiva; si colloca a metà strada tra due nodi consecutivi. Detto anche antinodo.

Moto oscillatorio periodico di un corpo o di un sistema attorno a una posizione di equilibrio; è la sorgente fisica del suono, che si trasmette poi al mezzo circostante sotto forma di onda.