Nel primo capitolo abbiamo dato una definizione di suono. Nel presente capitolo analizziamo le sue caratteristiche ovvero l'intensità, l'altezza e il timbro. L'immagine di copertina dell'articolo ci aiuterà a capire meglio il contenuto dell'articolo.

L'intensità del suono misura la quantità di energia presente nel segnale sonoro e pertanto è rappresentata dall’ampiezza di oscillazione dell’onda sonora. Maggiore è l’ampiezza, maggiore è l’intensità del suono.

L'altezza del suono definisce se il segnale sonoro è acuto o grave e pertanto è rappresentata dalla velocità di oscillazione dell’onda. Maggiore è il suo valore (ovvero più velocemente oscilla l'onda) più acuto è il suono.

Il timbro distingue le sorgenti sonore (ad es. i vari strumenti musicali) e pertanto è rappresentato dalla forma dell’onda.

INTENSITA'

Le onde sonore costituite da maggiori differenze di pressione locale hanno ovviamente un’intensità maggiore pertanto, l’intensità stessa è rapportata al valore della pressione. Ma qual è l’unità di misura che dobbiamo utilizzare per poter rappresentare l’intensità delle onde di pressione acustica? Poiché l’unità atmosfera è troppo grande (sarebbe come voler misurare la lunghezza di una formica utilizzando come unità di misura il chilometro) in realtà se ne utilizza una molto piccola, derivata, chiamata Pascal (Pa), così definita: 1 atm = 101.325 Pa. L’onda di pressione acustica che è in grado di indurre nell’uomo la sensazione sonora di più piccola intensità ha una variazione di pressione di 20 μPa (ovvero 20 milionesimi di Pa, circa 5 miliardi di volte più debole della pressione atmosferica), mentre quella che induce una sensazione sonora di massima intensità (senza produrre un danno al nostro sistema uditivo), ha una variazione di pressione di 20 Pa. Questo vuol dire che il suono ad intensità più piccola rispetto quello di intensità massima percepibile è 1 milione di volte meno intenso. Comunque sia, per rappresentare l'intensità in realtà è stata adottata la scala dei decibel (dB) che è una grandezza logaritmica definita matematicamente dalla seguente formula dB=20log(P/Pr) dove Pr è la pressione di riferimento mentre P è la pressione del suono di cui ci interessa conoscere il valore di intensità. Questa scala divide l'intervallo 20 μPa - 20 Pa in 120 valori (da 0 a 120 dB). Ogni volta che l'intensità di un suono raddoppia il suo valore di decibel aumenta di 6, così, per esempio, un suono che ha una pressione di 0,2 Pa ha un valore di 80 dB e pertanto un suono con una pressione di 0,4 Pa (il doppio) possederà 86 dB (+6 rispetto al suono 0,2 Pa). Ovviamente se dimezzerò l'intensità dovrò togliere 6 dB e pertanto un suono pari a 0,1 Pa avrà 74 dB (-6 rispetto al suono 0,2 Pa).

Poichè i dB si riferiscono a valori della pressione si parla di Sound Pressure Level e ai dB viene aggiunto il suffisso SPL (dBspl).

Poichè le onde sonore si propagano nell'ambiente tipicamente sotto forma di onde sferiche, si ha che man mano che si allontanano dal punto di emissione (la sorgente sonora) perdono di intensità (dato che l'energia si va a distribuire su una superficie via via sempre maggiore). Questo fenomeno di riduzione (attenuazione) dell'intensità è regolato da una formula che ci dice che l'intensità diminuisce di quattro volte per ogni raddoppio della distanza dalla sorgente. Chiaramente dobbiamo tenere conto che nella realtà possono intervenire anche ulteriori fenomeni di dissipazione, assorbimento, mascheramento per cui l'attenuazione dell'intensità può subire una brusca accelerazione man mano che si allontana dalla sorgente.

Vediamo cosa succede quando si hanno invece più sorgenti sonore presente contemporaneamente. Supponiamo di avere una formazione orchestrale costituita da 128 elementi ognuno dei quali, per semplificazione, produce un suono di intensità costante pari a 70 dB. n generale, date N sorgenti producenti intensità sonore medie di M decibel, il livello complessivo di intensità è pari a: n°dB = M +10log N. Nel caso dei 128 strumentisti si ha: n°dB = 70 + 10 log 128 = 70 + 21 = 91

Questo esempio ci deve far riflettere sul fatto che aumentando il numero di sorgenti sonore in un ambiente, il livello di intensità globale aumenta. Chiaramente questa formula è teorica e non tiene conto di fenomeni di interferenza, di riflessione e di assorbimento presenti nell'ambiente acustico però deve farci riflettere sul fatto che non possiamo inserire in un ambiente sonoro sorgenti il cui livello è molto alto perchè si potrebbe superare globalmente il livello di intensità ammissibile dallo standard di produzione se non adottassimo misure di attenuazione.

Nella realtà, la scala dei decibel viene rappresentata differentemente nelle varie apparecchiature utilizzate in ambito di produzione musicale (mixer, processori d'effetto, sequencer, ecc.) ovvero non utilizzando l'intervallo 0-120 ma partendo con il valore -oo che salirà fino al valore 0 che rappresenta il livello massimo che dovrà avere il segnale in uscita dal sistema di produzione riferito allo standard di produzione. Poichè gli standard sono differenti, lo zero farà riferimento a valori diversi ( ad esempio 73 dB per la televisione, 85 dB per il cinema). Oltre lo zero il segnale sarà fuori standard e pertanto le macchine avviseranno l'utenza con un messaggio di clipping.