Acústica - A propagação do som

Ricardo Pizzotti

Acústica

 

A acústica é a parte da física que estuda os fenômenos do som, e, dependendo do ambiente, pode alterar o som. Uma sala com boa acústica é aquela que reflete o som sem reverberações excessivas, sem ecos naturais ou distorções e que possui isolamento dos sons externos. As qualidades acústicas de um local dependem de seu desenho e do tipo de materiais nos quais as ondas sonoras são refletidas.

 

Existem apenas três tipos de materiais para o tratamento acústico de uma sala: os absorventes, os refletores e os difusores. Os materiais absorventes atenuam o som, os refletores o redirecionam e os difusores o distribuem.

 

Dependendo da frequência sonora, uma mesma superfície pode apresentar característica acústica diferente, como a capacidade de absorver sons graves e refletir sons médios e agudos, ou vice-versa.

Propagação do som

 

Existem dois tipos de ambientes para a difusão sonora: espaço aberto e espaço fechado.


Nos espaços abertos, as ondas sonoras propagam-se sem encontrar nenhum obstáculo, consequentemente, a recepção sonora corresponde sempre a ondas diretas da fonte. Nos espaços fechados, a recepção sonora pode ser alterada pelo ambiente de algumas maneiras: reflexão, difusão, difração, absorção e refração.

Reflexão: mudança de direção das ondas sonoras que incidem sobre uma superfície refletora. Semelhante a uma onda de luz, o som reflete na superfície de maneira igual e oposta ao ângulo inicial da sua incidência. 

Produção de áudio

A reflexão do som acontece com inversão de fase, mas mantém a mesma velocidade de propagação, a mesma frequência e o mesmo comprimento de onda do som incidente. 


Superfícies lisas, planas e rígidas refletem as ondas sonoras quase sem causar perdas. As paredes de alvenaria, de vidro, de chumbo, de madeira maciça de alta dureza e alguns tipos de borracha possuem elevado poder de reflexão do som. Em compensação, a capacidade de absorção de som desses materiais é muito baixa.


O eco e a reverberação são consequências da reflexão de ondas sonoras. O eco ocorre quando um som é refletido por uma superfície distante e se atrasa o suficiente para ser percebido depois que o som direto já se extinguiu. Quando o intervalo de tempo não é suficiente para distinguir o som refletido do original, temos o efeito de reverberação, em que o som original vai se repetindo até que o seu nível chegue a zero. Podemos perceber a reverberação em lugares amplos e vazios, por exemplo, em grandes igrejas. Em recintos abertos não há reverberação.

Difusão: a difusão (ou dispersão) do som ocorre quando as ondas sonoras atingem uma superfície constituída de material de características refletoras e com superfície rugosa, espalhando as ondas sonoras por todo o ambiente. 

Difração: é a distorção da propagação retilínea do som quando este contorna um obstáculo. Ocorre quando a onda sonora encontra uma barreira na sua direção de propagação e contorna o obstáculo, propagando-se para o outro lado. 

Absorção: redução da intensidade sonora. Ela ocorre quando as ondas sonoras são absorvidas pelo material que constitui o obstáculo. Quanto maior a absorção, menor a reverberação. Alguns materiais sólidos absorvem o som em vez de refleti-lo. Materiais porosos e/ou flexíveis (tecidos, espumas, borracha, etc.) são, em geral, muito absorventes, enquanto materiais não porosos e/ou rígidos (metal, vidro, concreto, etc.) são, em geral, pouco absorventes. A eficiência de absorção do som aumenta com a espessura e com a superfície do material absorvedor.

Refração: também conhecida como transmissão. Ocorre quando o som passa de um meio para outro com índice de refração diferente (quando passa do ar para a água, por exemplo), ocorrendo, dessa forma, a variação da velocidade de propagação e a variação do comprimento de onda e de período.

Várias dessas ações podem ocorrer simultaneamente. Por exemplo, uma onda de som pode, ao mesmo tempo, ser refletida e parcialmente absorvida por uma parede.

Ressonância acústica 

 

O fenômeno chamado ressonância ocorre quando um corpo começa a vibrar por influência de outro e na mesma frequência deste. Quando a frequência do som de um avião a jato atinge a mesma frequência de vibração das moléculas de um vidro, a quantidade de energia das moléculas se eleva gradativamente, e o vidro se quebra.

Interferência


A interferência é a consequência da superposição de ondas sonoras. Consiste em um recebimento de dois ou mais sons de fontes diferentes. Dois sons de alturas iguais se reforçam ou se extinguem permanentemente conforme se sobreponham em concordância ou em oposição de fase.
 

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