Le onde sonore partono da un mezzo e giungono ad un altro, come un’onda sospesa nell’aria in una stanza che raggiunge un muro di mattoni. Questa onda subirà determinate conseguenze: una parte di essa tenterà di passare attraverso il mezzo, nel nostro caso il muro, mentre la restante si rifletterà su di esso, tornando indietro. La riflessione del suono si può individuare nella porzione di energia che rimane contenuta all’interno della stanza. La trasmissione del suono, invece, è caratteristica di quella porzione di energia che, al contrario, è in grado di passare attraverso il muro. In entrambi i casi, l’onda sonora viene trasferita come energia da molecola a molecola. Il mezzo, quindi, è una qualsiasi forma di materia composta da molecole. Per esempio, può essere l’aria che respiriamo, l’acqua, il pavimento di cemento o le assi di legno presenti all’interno di una stanza. Le onde sonore sono proprio energia che viene trasmessa tra le molecole, che captano la vibrazione creata da una fonte sonora e la trasmettono immediatamente a quelle a loro adiacenti. Dato che le molecole compongono tutta la materia intorno a noi, possiamo comprendere come il suono venga trasmesso attraverso ciascun elemento e non soltanto per via aerea.
Eco e Riverberazione
La riflessione del suono si verifica in due modi: come riverbero o come eco. La riflessione del suono viene misurata calcolando l’intervallo di tempo da quando la fonte originaria interrompe l’emissione del suono a quando quest’ultimo viene percepito nuovamente in seguito alla sua riflessione. Questo intervallo di tempo è definito eco o riverberazione, in base ad alcune differenze. Se il gap è maggiore di un decimo secondo allora si fa riferimento all’eco, altrimenti, se è minore, alla riverberazione. Il nostro orecchio non riesce a distinguere distintamente i segnali sonori distanziati tra loro da meno di un decimo di secondo. Pertanto, possiamo udire due segnali sonori differenti in caso di eco, mentre la riverberazione ci appare come un unico suono prolungato. Questo concetto può essere semplificato con un esempio. Quando ci troviamo in alta montagna e urliamo il nostro nome dobbiamo attendere qualche momento da quanto abbiamo terminato di far uscire la nostra voce prima di sentirla tornare indietro. Siamo quindi in grado di percepire due suoni ben distinti. Se, al contrario, ci troviamo in una stanza spoglia e parliamo sentiamo un suono continuo anche se la nostra voce sembra distorta e “prolungata”. Nel primo caso abbiamo sperimentato l’eco, nel secondo la riverberazione.
Angolo di riflessione e Angolo di incidenza
Le onde sonore si riflettono sulle superfici piatte di una stanza in modo tale che l’angolo con cui giungono sulla superficie sarà uguale all’angolo con cui si riflettono sulla superficie. In una stanza quadrata o rettangolare con tre serie di superfici parallele, si generano onde stazionarie che ripetono i medesimi percorsi mentre viaggiano per tutta la stanza. Questo dà vita ad un’acustica poco bilanciata e crea all’interno della stanza dei punti “morti” in cui le onde sonore non si propagano. Al contrario, in una stanza dove sono presenti superfici non parallele, le onde sonore sono riflesse ogni volta diversamente, rendendo la stanza acusticamente bilanciata.
Ricapitolando, la riflessione del suono è la parte originaria dell’onda sonora che rimane racchiusa in una stanza dopo essersi riflessa sulle pareti. Se riflessione del suono e onda originaria sono separate da un tempo minore di un decimo di secondo, l’orecchio umano percepirà la prima e la seconda come un unico segnale prolungato. Questo fenomeno assume il nome di riverberazione. Quindi, tanto più lungo è il Tempo di Riverberazione, tanto più sarà il rumore di sottofondo che verrà generato e percepito nella stanza. Se non viene trattato, questo rumore causerà interferenze con gli altri suoni prodotti all’interno del locale. La riflessione del suono, di conseguenza, varia e dipende strettamente dalla frequenza del suono prodotto dalla fonte, dalla tipologia di superficie nella stanza e dalla configurazione delle pareti.
Trasmissione del suono vs Riflessione del Suono
Nei paragrafi precedenti abbiamo visto che quando un’onda sonora viaggia attraverso una stanza ed entra in contatto con i muri viene prodotta un’onda riflessa che, a sua volta, reintroduce una porzione dell’onda originaria all’interno della stanza stessa. La rimanente porzione dell’onda iniziale tenta di passare attraverso i muri e, in ultima, di raggiungere la stanza adiacente. Il percorso compiuto da questa parte di energia acustica “residua” viene definito trasmissione del suono. Il passaggio dell’onda sonora da una stanza all’altra si verifica a causa del fenomeno delle molecole a cui precedentemente abbiamo fatto riferimento. Due stanze adiacenti, infatti, hanno in comune una parete. Ciascun punto di contatto tra due stanze, quindi, essendo composto da molecole, permetterà la trasmissione dell’energia sonora da una stanza all’altra. Va però tenuto in considerazione che gli elementi presenti all’interno di un muro comune fanno rimbalzare le onde sonore avanti e indietro prima di trasmetterlo definitivamente all’altro lato. Tutti i sistemi di assemblaggio a parete, quindi, hanno un valore corrispondente che aiuta a misurare la loro capacità di “interferire” con la trasmissione del suono. Questo valore è chiamato Coefficiente di trasmissione del suono.
In conclusione, le onde sonore non sono come le loro corrispondenti marine che si infrangono su una superficie comune. La riflessione del suono ci permette di comprendere come una porzione dell’onda sonora emessa da una fonte rimanga all’interno di una stanza. Grazie alla trasmissione del suono, invece, possiamo capire come una parte di suono possa passare da una stanza all’altra a causa del trasferimento di energia tra le molecole. Poiché il suono viaggia attraverso le vibrazioni di queste cellule, tutti i punti di contatto comuni tra due stanze diventano conduttori per il rumore.