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Un percorso scientifico per “ leggere ” l ’ arte

DIDATTICA della FISICA 2011 FISICA e MUSICA ovvero: rumori, suoni, musica: la scienza di cio' che si ascolta. Un percorso scientifico per “ leggere ” l ’ arte Matematica e fisica non solo come lavagne affollate di formule ed esperimenti complicati

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Presentation Transcript

  1. DIDATTICA della FISICA 2011FISICA e MUSICAovvero:rumori, suoni, musica: la scienza di cio' che si ascolta Un percorso scientifico per “leggere” l’arte Matematica e fisica non solo come lavagne affollate di formule ed esperimenti complicati La musica non solo come successione di suoni e sensazioni

  2. Acustica ambientale Il problema: raccogliere la maggiore quantità possibile di energia sonora dalla sorgente! Ad 1 m di distanza la sfera è di 13 m2, l’orecchio raccoglie su 10 cm2. Si riceve circa 1/10000 dell’energia emessa. A 10 m di distanza l’area è 1300 m2, si riceve 1/1000000!

  3. Rinforzo per riflessione: specchio acustico • Creazione di sorgenti virtuali • Analogia con l’ottica • Differenze causate dalla diffrazione sonora

  4. Acustica all’aperto • aspetti storici • riflessioni multiple • pareti focalizzanti • Problemi legati a: • Dispersione in frequenza • Eccessiva focalizzazione

  5. Acustica al chiuso • Riflessioni multiple: riverberazione • Paragoni con l’ottica Effetti di amplificazione e di assorbimento

  6. Riverbero acustico Formazione del suono in un ambiente chiuso Segnale singolo, rapido Segnale sostenuto, continuo

  7. Analisi temporale del riverbero spegnimento composizione

  8. Tempo di riverbero • Riduzione del segnale di 60 dB • Dipendenza dal potere assorbente dell’ambiente • Calcolo dell’area assorbente efficace, A • Dipendenza dalla densità energetica ovvero dal volume V Tempo di riverbero  0.16 x V / A

  9. Scelta dei materiali • Assorbitori di acuti (porosi, rugosi, forati) • Assorbitori di bassi (grandi, morbidi) • Ruolo del pubblico come assorbitori di acuti • Area efficace di 0.5 m2 a 500 Hz Soggiorno a 1000 Hz, 4m x 5m x 3m = 60 m3. soffitto (intonaco) = 20 m2 x ci = 2 m2; pavimento (tappeto) = 20 m2 x ct = 8 m2; pareti (3 intonaco, 1 tenda) = (12 m2 x 2 +15 m2 )x ci +15 m2 x ce= 8.65 m2; Area totale A = 18.65 m2; tempo di riverbero = 0.16*60/18.65=0.5 sec. Auditorium da 500 posti: t riv = 5 sec (vuoto), 1.2 sec (pieno)

  10. dipendenza dalla frequenza

  11. Scelta del tempo di riverbero adatto aspetti di “chiarezza” (qualità acustica)

  12. Parametri di qualità acustica • Vivezza (tempo di riverberazione adatto) • Pienezza (rapporto fra intensità diretta e riflessa) • Chiarezza (contrario di pienezza, importante per il parlato) • Intimità (senso di vicinanza fra sorgente ed ascoltatore, legata al tempo fra suono diretto e primo riflesso) • Calore (tempo lungo per i bassi, meno per gli acuti) • Brillantezza (contrario di calore, tempi confrontabili per bassi ed acuti) • Trama (assenza di risonanze e di fuochi acustici) • Fusione (equilibrio dei suoni nella sala) • Insieme (equilibrio dei suoni sul palco) • Rumore (interno ed esterno a basso livello)

  13. Bibliografia Essenziale • E.Hecht , Fisica I – Zanichelli • P. A. Tipler , Corso di Fisica I – Zanichelli • A. Frova, Fisica nella musica – Zanichelli • I. Johnston, Measured Tones – I.O.P. • J. R. Pierce, La Scienza del Suono – Zanichelli NCS 5 • N. H. Fletcher, T.D. Rossing, The Physics of Musical Instruments - Springer

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