MOTO CIRCOLARE SUL PIANO CARTESIANOlëvizia rrethore mbi planin kartezian

A(t) = A·sen(ω·t)

A (ampiezza dell’onda)(amplituda e valës)

IL SUONOtingulli

onde elastiche longitudinali di rarefazione e compressionevalë elastike gjatësore të rallimit dhe ngjeshjes

CORPI VIBRANTItrupa vibrues

(produzione)(prodhimi)

ATMOSFERAatmosfera

(propagazione)(përhapja)

ORECCHIOveshi

(ricezione)(pritja)

IL SUONO PURO DEL DIAPASON

rebbi

impugnatura

diapason: generatore di frequenze acustiche campione

altezza (frequenza sinusoide)carattere del suono

intensità (ampiezza sinusoide)

IL TEOREMA DI FOURIER

tono puro 1

tono puro 2

risultante (1 + 2):periodica, ma non sinusoidale

s1, s2:= ampiezza,= intensità,≠ timbro

⇓⇓⇓⇓

risultante

s1

s2

pressione atmosferica

CARATTERISTICHE FISICHE DEL SUONO

intensità (I)

timbro

altezza

SUONO

percezione umana: 20 – 20.000 Hz

ONDA

energia trasportata (Etrasp)

forma

frequenza (ω)

22trasp PkE ω⋅⋅= k: costante, f(densità del mezzo)

P: pressione (fluttuazione)

22'22

trasp PktS

PktS

EI ω⋅⋅=

⋅ω⋅⋅=

⋅= S: superficie

t: tempo tSk

k '

⋅=

INTENSITÀ SOGLIA(appena percepibile)

20

20

'0 ωPkI ⋅⋅=

ω0 = 1000 HzP0 = 2·10-4 dine·cm-2 ⇒ I0 = 10-12 W·m-2

LEGGE DI FECHNERsensazione S = f(I)

20

20

'

22'

0 ωPk

ωPklog10

I

Ilog10dB 1

⋅⋅⋅⋅⋅=⋅=[ ]

0I

IlogB S = ⇒

con mezzo, velocità, frequenza costanti:

020

2

P

Plog20

P

Plog10dB 1 ⋅=⋅= ,261

I

I dB 1

0

=→

Livello [dB] Pressione [Pa]* Intensità [W·m-2] Sorgente

140 200 102 sopra la soglia del dolore

120 20 1 vicino ad aereo a reazione

100 2 10-2 vicino a martello pneumatico

80 0,2 10-4 strada molto trafficata

60 0,02 10-6 parlato normale

40 0,002 10-8 sussurro, voce bassa

20 0,0002 10-10 respiro

0 0,00002 10-12 soglia di udibilità (1 – 5 kHz)

* 1 Pa = 1 N·m-2 = 10 dine·cm-2

CARATTERISTICHE TIPICHE DI ALCUNE SORGENTI SONORE

bel [B] = log(I/I0) decibel [dB] = 10⋅log(I/I0)

SCALE IN [B] e [dB]

ORECCHIO UMANO

Tromba di Eustachio

ORECCHIO ESTERNO

raccolta, convogliamento, eliminazione di interferenze

padiglione auricolare: suoni riflessi con ritardi diversi → timpano

(contributo alla localizzazione della sorgente sonora)

meato uditivo esterno: convogliamento

(in risonanza per determinate frequenze)

amplificazione massima per λ = 4·lmeato~ 10 cm → 3000 Hz

L’AMPLIFICAZIONE DELL’ORECCHIO MEDIO

membrana timpanicaS1 ~55 mm2

piede della staffaS2 ~3,2 mm2

F1 = F2

⇓⇓⇓⇓

P2 = P1·S1/S2 =

= 17,2·P1

Amplificazione del sistema di leva della catena degli ossicini: ~1,3

Amplificazione totale orecchio medio: 1,3·17,2 ~22,4

ORECCHIO MEDIOveshi i mesit

INPUTgrande superficie

sipërfaqe e madhe

(membrana timpanica)(membrana timpanike)

OUTPUTpiccola superficie

sipërfaqe e vogël

(piede della staffa)(këmba e yzengjis)

⇒

amplificazione: 20-30 volteamplifikim herë

ORECCHIO INTERNO

TRASDUZIONE MECCANO-ELETTRICA DELLE CELLULE CIGLIATE

frequenze [Hz]

potenzialimicrofonici

bifasici

perditabifasicità

dep

ORGANIZZAZIONE TONOTOPICA DELLE STRUTTURE COCLEARI

punto di comunicazione fra rampa vestibolare e timpanica

membrana basilare:mappa tonotopica dei toni puri

INNERVAZIONE DELLE CELLULE CIGLIATE

AMPLIFICATORE COCLEARE - CELLULE CIGLIATE ESTERNE

rilasciate(filamenti di actina)

per entrata di K+

⇓⇓⇓⇓

allungamento cellula⇓⇓⇓⇓

vibrazione membrana basilare ↑↑↑↑

deformazione ciglia

1

2

3

4

5

LOCALIZZAZIONE DEI SUONI

ombra sonora

ν < 2000 Hz� ∆tinteraurale

(potenziale microfonico bifasico)

ν > 2000 Hz� ∆Intensità

(potenziale microfonico perde bifasicità)

Percezione della direzione del suono:1) ∆t trasmissione del suono ai due orecchi,2) intensità; orecchio più stimolato determina la direzione del suono.

CORTECCIA UDITIVA UMANAstazione finale di elaborazione

o associativa

aree associative talamiche

mappa tonotopica

DIAGRAMMA DI WEGEL – LIMITI DEL CAMPO UDITIVO UMANO

CURVE ISOFONICHE NORMALIZZATE

AUDIOGRAMMA

(250 – 3000 Hz)danno permanente

zona dimassima sensibilità

RUMORE BIANCO E MASCHERAMENTO CONSONANTI

Al diminuire del rapporto segnale/rumore (S/N)le consonanti si confondono a gruppi

in base alle caratteristiche comuni

EFFETTI DEL RUMORE SULL’UOMO

percezione

effetti sul sistema motorio

effetti sul SNA

effetti su altre zone corticali

LOCALIZZAZIONE DELLA SORGENTE SONORA IN ARIA E IN ACQUAlokalizimi i burimit të tingullit në ajër dhe në ujë

arianë ajër

acquanë ujë

1531 m·s-1

344 m·s-1

UTILIZZAZIONE DEL SUONO IN VISIBILITÀ RIDOTTA

ritardo fra suono emesso e percezione eco = 8 s4 s→→→→←←←←4 s

⇒⇒⇒⇒ banco pesci a 4 s⇒⇒⇒⇒ ~1500 [m·s-1]·4 [s] ~6 km distante

~ velocità del suono in acqua

CORRELAZIONI STRUTTURALI FRA LE FORMAZIONI DELL’ORECCHIO INTERNO

Canali semicircolari(rotazione)

Complesso vestibolare(equilibrio)

LABIRINTO MEMBRANOSO

Endolinfa

Utricolo e sacculo(gravità e accelerazione lineare)

Perilinfa all’internodel labirinto osseo

Coclea(udito)

ripieno di circondato da

diviso in

comprende