Sapere Scienza

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Acustica: che cos’è l’effetto stereofonico

22 Gennaio 2020 di 

Una delle più importanti capacità degli esseri viventi è quella di saper stabilire la provenienza di un suono. Essa è nata sia a fini di orientamento, sia di difesa: se si sente ruggire il leone è importante scappare nel verso giusto.

 


Come localizzare la sorgente del suono

 

 

Diversi effetti intervengono in questo meccanismo, basati sulle differenze fra il suono che giunge all’orecchio destro e a quello sinistro.
Prima e fondamentale di tali diversità è il ritardo temporale nell’arrivo del suono alle due orecchie. Il suono – onda di pressione in propagazione – ha una velocità in aria di 340 m/s, quindi il massimo ritardo si ha quando la sorgente è posta a lato della testa: vale circa 1 millisecondo (ms). Il ritardo permette al cervello di localizzare la sorgente a un certo angolo rispetto alla direzione frontale (ritardo nullo).

 

Il secondo effetto è la diffrazione del suono da parte della testa, che ostacola la propagazione del suono verso l’orecchio più lontano dalla sorgente, ciò che produce differenze interaurali nell’intensità del suono e nel suo contenuto di frequenze. Poiché le basse frequenze vengono diffratte meglio di quelle alte, il timbro per un orecchio risulta alterato (il destro in figura).


Diffrazione testa

Un terzo contributo di informazioni viene dal padiglione auricolare che, oltre a favorire la captazione del suono, ci aiuta nella discriminazione fronte-retro e alto-basso. L’asimmetria del padiglione fa sì, ad esempio, che i ritardi dei suoni provenienti dall’alto e dal basso siano un po’ diversi.

 


Quali sono le differenze tra l’uomo e gli animali?

 

 

Gli uomini hanno padiglioni a forma di coppa collocati ai lati opposti del capo perché le specie da cui discendono, vivendo sugli alberi, avevano bisogno di condizioni adatte a captare il suono in uno spazio 3-D. Gli animali a quattro zampe, invece, hanno orecchie appuntite posizionate sopra la testa, assetto preferibile per intercettare suoni in propagazione nel piano orizzontale.


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L’acustica in teatro

 

 

La percezione uditiva gode di leggi prospettiche grazie alle quali si può distinguere un suono vicino debole da uno lontano forte. Il cervello confronta il livello di suono percepito con quello che l’esperienza memorizzata gli fornisce per quel suono ed è ciò che deduce la distanza della sorgente. Nel processo uditivo, il cervello considera anche il rapporto di intensità fra il suono diretto e quello riverberato dalle pareti e dagli infissi del locale, distinguibile perché giunge con vari ritardi.

 

In un teatro, è proprio il ritardo tra suono diretto e riverberato che permette di localizzare la posizione degli esecutori (effetto Haas o di precedenza).

 


Microfoni e registrazione

 

 

La registrazione stereo si realizza usando due microfoni posti ai lati di una testa di manichino seduto in sala. L’effetto stereo può essere accentuato aumentando la distanza tra i microfoni.

 

La manipolazione elettronica di un suono registrato consente di creare artificialmente effetti di spazialità, producendo a piacimento illusioni uditive di ambienti virtuali di varia foggia.

Andrea Frova

Andrea Frova, nato a Venezia, già Ordinario di Fisica Generale alla Sapienza, ha fatto ricerca nel campo della luce e delle proprietà ottiche dei semiconduttori. È autore di molte pubblicazioni scientifiche nelle maggiori riviste internazionali. Ha anche scritto testi di divulgazione, saggi musicologici e libri di narrativa. Ha vinto il "Premio Galileo per la divulgazione scientifica" nel 2008 con Se l'uomo avesse le ali (Rizzoli-BUR), e il "Premio Città di Como" con il saggio storico-scientifico Newton & Co. - Geni bastardi (Carocci 2015). Il suo ultimo libro è Luce, una storia da Pitagora a oggi (Carocci 2017).

copertina   maggio-giugno 2020

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