L’acustica

Il percorso degli effetti sonori.

L’acustica è la scienza che tratta tutti gli effetti sonori che incontriamo nella nostra vita: studia cioè come questi effetti si producono, come si propagano e come giungono al nostro orecchio. Per rendersi conto di tutto ciò, occorre studiare il fenomeno degli effetti sonori in quattro fasi:

Fase 1

La sorgente acustica

Ogni effetto acustico è causato dalle vibrazioni di un corpo elastico che, sottoposto ad una deformazione, tende a riprendere la sua forma primitiva: tenete presente che tutti i corpi solidi sono elastici, anche il marmo e l’acciaio, ed anche tutti i fluidi come l’acqua e l’aria. In altre parole quando noi percuotiamo un oggetto qualunque, causiamo in esso una deformazione, magari impercettibile, ma pur sempre presente. L’oggetto percosso si mette così a vibrare per un certo periodo di tempo e trasmette queste vibrazioni all’aria circostante.

Fase 2 – Il mezzo propagante

Per giungere sino a noi ogni effetto acustico ha bisogno di un mezzo propagante che trasmetta le vibrazioni della sorgente sonora: il principale mezzo propagante è l’aria.

Nel vuoto infatti, come nello spazio interstellare o sulla Luna, non si può avere alcun effetto sonoro, perché non vi sono elementi come l’aria che possano venire sollecitati. Il primo che studiò questo fenomeno fu Robert Boyle (1627-1691), un nobiluomo inglese appassionato di scienze che, con i suoi esperimenti, riuscì a dimostrare come in assenza d’aria qualunque effetto acustico non può avere luogo.
Egli progettò e costruì una pompa per l’aspirazione dell’aria e la collegò ad una campana di vetro a chiusura ermetica, nella quale aveva posto un orologio dal robusto ticchettio: poté così notare che, dopo aver estratto l’aria, e creato il vuoto nella campana il ticchettio non era più percettibile.

L’aria che circonda la sorgente acustica viene dunque smossa dalle vibrazioni di questa: si produce così una serie di onde, che si diffondono intorno alla sorgente acustica allargandosi in cerchi concentrici e creando zone alterne di compressione e di rarefazione. La velocità con cui si spostano queste onde dipende dalla natura del mezzo propagante che utilizziamo, cioè dalla sua densità molecolare; quanto più è denso il mezzo propagante, tanto più veloce sarà lo spostamento di queste onde.

L’aria che circonda la sorgente acustica viene dunque smossa dalle vibrazioni di questa: si produce così una serie di onde, che si diffondono intorno alla sorgente acustica allargandosi in cerchi concentrici e creando zone alterne di compressione e di rarefazione. La velocità con cui si spostano queste onde dipende dalla natura del mezzo propagante che utilizziamo, cioè dalla sua densità molecolare; quanto più è denso il mezzo propagante, tanto più veloce sarà lo spostamento di queste onde.

Fase 3 – Il ricevente (l’Orecchio)

Grazie dunque al mezzo propagante l’effetto acustico può giungere al nostro orecchio e può quindi essere effettivamente percepito. Il nostro orecchio infatti è un prodigioso e complicato meccanismo che ha il compito di trasformare le onde del mezzo propagante in stimoli che vanno a sollecitare il nostro cervello. Innanzitutto le onde mettono in vibrazione la sottile membrana del timpano; ma le sue vibrazioni sono molto piccole e per essere percepite devono essere amplificate, cioè ingrandite. A ciò provvedono tre ossicini, martello, incudine staffa, che triplicano l’energia delle onde emesse dal timpano e che trasmettono le vibrazioni all’ organo di Corti (dal nome di colui che per primo lo studiò), un complicatissimo e stupefacente meccanismo composto da 7500 elementi racchiusi nello spazio di circa 2 centimetri quadrati. Tale organo ha il compito di trasformare le onde acustiche in impulsi elettrici che, attraverso il nervo acustico, raggiungono finalmente il cervello.

Fase 4 – Il cervello

Il cervello, che per tanti versi può essere paragonato ad un prodigioso e ancora in gran parte misterioso computer, traduce gli stimoli acustici in vere e proprie sensazioni sonore. Questo processo, assai complicato, viene studiato dalla psico-acustica, una particolare scienza in base alla quale sappiamo che i vari effetti acustici non vengono percepiti da ciascuno di noi allo stesso modo: in altre parole ogni essere umano ha una sua sensibilità acustica, così come ha una sua sensibilità visiva; quando una persona dice che un dato oggetto è di colore “verde chiaro”, non può essere completamente sicura che un’altra persona “veda” quell’oggetto dello stesso colore; e questo vale per gli effetti acustici.