L’energia sonora è l’energia prodotta dalle vibrazioni sonore mentre viaggiano attraverso l’aria, l’acqua o qualsiasi altro spazio. Queste vibrazioni provocano onde di pressione che, dal punto di vista fisico, portano a un certo livello di compressione e rarefazione; in altre parole, si amplificano, rimbalzano e si muovono mentre viaggiano dalla loro origine alle orecchie delle persone o degli animali, che li traducono in rumore di vari livelli. Questo tipo di energia è una forma di energia meccanica. Non è contenuto in particelle discrete e non è correlato ad alcun cambiamento chimico, ma è puramente correlato alla pressione provocata dalle sue vibrazioni. La maggior parte delle persone e degli animali può registrare questo tipo di energia con le orecchie ed è abbastanza facile da identificare, ma di solito è molto più difficile da imbrigliare effettivamente e, sebbene possa sembrare davvero pervasivo, in realtà non produce molto output utilizzabile nella maggior parte dei casi. Per questo motivo l’energia relativa al suono non viene normalmente sfruttata per l’energia elettrica o per altri bisogni energetici umani.
Come viene generato
Tutto ciò che fa rumore genera energia sonora. Vibrazioni, scoppi e rumori: tutti questi emettono rumore producendo onde che trasportano la traduzione del suono da un luogo all’altro. Tutta l’energia, suono incluso, può essere pensata come la quantità di lavoro che può essere eseguita da una data forza, sistema o oggetto. In questo contesto il “lavoro” è semplicemente definito come la capacità di provocare un cambiamento in un sistema; questo può comportare qualsiasi cosa, da un cambiamento di posizione a un cambiamento di energia termica. La quantità di lavoro che può essere eseguita dai suoni comuni e quotidiani è piuttosto ridotta, quindi il suono non è spesso pensato in termini di energia grezza che contiene. Tuttavia, esiste come onde sonore vibrazionali e queste causano un cambiamento anche se tale cambiamento è piccolo.
Nozioni di base sulla misurazione
La maggior parte delle volte si parla di energia basata sul suono in termini di pressione e intensità, entrambe generalmente misurate in pascal e decibel. Le misurazioni del suono sono, per loro stessa natura, relative ad altri suoni che causano più o meno pressione, il che significa che in realtà vengono misurate solo in termini comparativi. La loro velocità e forza sono anche influenzate dal loro ambiente, poiché le onde sonore si muovono più velocemente attraverso alcune sostanze rispetto ad altre. Sott’acqua, ad esempio, lo stesso suono genererà spesso un’energia diversa da quella che produrrebbe all’aria aperta.
Di solito accade anche che questo tipo di energia sia descritta sulla base di come i suoni vengono percepiti da orecchie umane sane. Qualcosa che produce 100 pascal di pressione ad un livello di intensità di circa 135 decibel è, ad esempio, comunemente descritto come la soglia del dolore. Ciò che questo significa in termini pratici è che ha i giusti livelli di pressione e intensità, comunemente intesi come “volume”, per causare dolore fisico ai timpani. In quanto tale, quando qualcuno dice “questo mi fa male alle orecchie”, che lo sappia o no, sta descrivendo l’energia sonora più del suono stesso.
Rappresentazioni visive
In quasi tutti i casi l’energia sonora è rappresentata visivamente come onde. Si muove in questo modo attraverso lo spazio, ma vederlo con archi e avvallamenti la cui larghezza rappresenta la sua velocità e forza complessive aiuta a guidare il punto a casa. I fisici e altri usano tipicamente una serie di calcoli e metriche per elaborare visualizzazioni di questo tipo di energia, e nella maggior parte dei casi la distanza tra ogni picco e valle ha una correlazione diretta con la forza e il potenziale di uscita del rumore di fondo.
Percezione da parte di umani e animali
L’energia sonora è strettamente correlata alla capacità dell’orecchio umano di sentire, e questo in molti modi determina come viene quantificata e percepita. L’ampia area esterna dell’orecchio è massimizzata per raccogliere le vibrazioni sonore e l’energia viene amplificata e fatta passare attraverso l’orecchio esterno. Alla fine colpisce il timpano, che trasmette i suoni all’orecchio interno. I nervi uditivi si attivano in base alle particolari vibrazioni delle onde sonore nell’orecchio interno, che designano cose come altezza e volume. L’orecchio umano è predisposto in modo ottimale per interpretare questo tipo di energia sotto forma di vibrazioni, e gli umani sono solitamente in grado di tradurre le onde sonore in rumori che hanno un senso. Animali diversi hanno gamme diverse e spesso sono in grado di udire frequenze energetiche diverse, sebbene nella maggior parte dei casi i meccanismi di interpretazione effettivi siano gli stessi.