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Scheda 04

Riflessione, rifrazione e diffrazione

Riflessione, rifrazione e diffrazione
Esaminiamo ora quali fenomeni si verificano quando l'onda sonora incontra un ostacolo sul suo cammino. Come per i raggi luminosi, anche i suoni sono soggetti a fenomeni di riflessione, di rifrazione, di diffrazione e di assorbimento. Quando il suono viene riflesso totalmente, l'angolo R che il raggio riflesso fa con la normale al punto di incidenza è uguale all'angolo I che il raggio incidente forma con la normale medesima.
Figura 1_9
L'energia di un'onda quando incontra un ostacolo, cioè un mezzo o un oggetto di natura diversa da quella del mezzo in cui essa si sta propagando, subisce delle trasformazioni. Una parte viene riflessa rimbalzando sulla superficie dell'ostacolo, un'altra parte attraversa l'ostacolo stesso propagandosi al di là di questo e un'altra parte viene assorbita dall'ostacolo medesimo (in quest'ultimo caso la sua energia viene immagazzinata sotto forma elastica in esso o viene dissipata in calore).
Figura 1_10
Prendendo come base l'intensità delle onde sonore, si definiscono così i seguenti coefficienti:
  • Coefficiente di riflessione = onda riflessa/onda incidente
  • Coefficiente di trasmissione = onda trasmessa/onda incidente
  • Coefficiente di assorbimento = onda assorbita/onda incidente
Se varia la natura del mezzo di propagazione del suono, si produce un cambiamento nella direzione di propagazione; questo fenomeno prende il nome di rifrazione. Ad esempio, se il suono che si propaga in aria incontra un mezzo diverso, la direzione di propagazione del raggio sonoro risulterà deviata rispetto alla primitiva incidenza. Il suono riprenderà poi il suo normale percorso quando si troverà nuovamente nell'aria.
Figura 1_11
La diffrazione consiste nel cambiamento di direzione nella propagazione del suono dovuto al passaggio delle onde attraverso o intorno a un ostacolo. Consideriamo il caso di un'onda sonora che incontri un ostacolo costituito da un pannello forato. Se i fori sono piccoli, rispetto alla lunghezza d'onda, essi si comporteranno come nuove sorgenti e di conseguenza il suono verrà inviato in tutte le direzioni oltre l'ostacolo. Se invece i fori sono grandi rispetto alla lunghezza d'onda, essi ne saranno facilmente attraversati.
Figura 1_12
In generale la diffrazione intorno a un ostacolo dipende dalle dimensioni dell'ostacolo rispetto alla lunghezza d'onda. Se questa è maggiore delle dimensioni dell'ostacolo, le onde lo aggireranno per ricomporsi dietro di esso annullandone l'effetto. Se invece la lunghezza d'onda è troppo piccola rispetto alle dimensioni dell'ostacolo, le onde verranno riflesse. Dietro l'ostacolo si formerà quindi una zona d'ombra, una zona cioè priva di suono.
Figura 1_13
Copyright © 2000- Vincenzo Ferrara