La frequenza di un suono è data dalle vibrazioni del corpo che lo produce.
Se il corpo vibra rapidamente, il suono avrà una frequenza alta. Se il corpo vibra lentamente, il suono avrà una frequenza bassa.
Il suono è una forma di energia che si propaga sotto forma di onde sonore. Queste onde sono prodotte da vibrazioni di un corpo materiale. Le vibrazioni del corpo producono delle compressioni e delle rarefazioni dell’aria circostante. Queste compressioni e rarefazioni si propagano nello spazio con una determinata frequenza.
L’orecchio umano è in grado di percepire suoni con frequenze comprese tra 20 Hz e 20 kHz. Le frequenze inferiori a 20 Hz sono chiamate infrasuoni, mentre le frequenze superiori a 20 kHz sono chiamate ultrasuoni.
La frequenza in fisica
La frequenza è definita come il numero di oscillazioni compiute da un’onda in un secondo.
Si misura in hertz (Hz), dove 1 Hz corrisponde a un’oscillazione al secondo.
La frequenza è direttamente correlata alla lunghezza d’onda, che è la distanza tra due punti consecutivi della stessa fase dell’onda. In particolare, la frequenza è inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda:
f = v / λ
dove:
- f è la frequenza in hertz
- v è la velocità del suono nel mezzo di propagazione
- λ è la lunghezza d’onda in metri
La velocità del suono nell’aria è di circa 343 m/s a 20 °C. Pertanto, un’onda sonora con frequenza di 100 Hz ha una lunghezza d’onda di circa 3,43 metri.
Le bande di frequenza
I tecnici del suono dividono l’intervallo di frequenze percepibili dall’orecchio umano in bande di frequenza. Queste bande sono utilizzate per classificare i suoni in base alla loro frequenza.
Le bande di frequenza più comunemente utilizzate sono le seguenti:
- Bassi: 20-250 Hz
- Medi bassi: 250-500 Hz
- Medi: 500-2000 Hz
- Medi alti: 2000-5000 Hz
- Alti: 5000-20000 Hz
L’effetto della frequenza sul suono
La frequenza ha un impatto significativo sulle caratteristiche del suono. Le frequenze più basse hanno una lunghezza d’onda maggiore delle frequenze più alte. Questo significa che le frequenze più basse possono viaggiare più lontano e superare più facilmente gli ostacoli.
Le frequenze più basse sono anche percepite come più potenti e più profonde delle frequenze più alte. Questo è dovuto al fatto che le frequenze più basse causano vibrazioni più grandi nei timpani.
Le frequenze più alte hanno una lunghezza d’onda minore delle frequenze più basse. Questo significa che le frequenze più alte sono più facilmente assorbite dall’aria e dai materiali.
Le frequenze più alte sono anche percepite come più acute e più penetranti delle frequenze più basse. Questo è dovuto al fatto che le frequenze più alte causano vibrazioni più piccole nei timpani.
L’utilizzo della frequenza nell’ingegneria del suono
I tecnici del suono utilizzano la frequenza per progettare sistemi di amplificazione, sistemi di registrazione e sistemi di riproduzione audio.
In un sistema di amplificazione, la frequenza viene utilizzata per determinare la risposta in frequenza del sistema. La risposta in frequenza è una misura di come il sistema amplifica le diverse frequenze.
In un sistema di registrazione, la frequenza viene utilizzata per determinare la risoluzione del sistema. La risoluzione è una misura della capacità del sistema di registrare le diverse frequenze.
In un sistema di riproduzione audio, la frequenza viene utilizzata per determinare la fedeltà del sistema. La fedeltà è una misura della capacità del sistema di riprodurre le diverse frequenze in modo accurato.
La frequenza viene utilizzata per misurare e analizzare il suono. Ad esempio, i misuratori di livello sonoro misurano l’intensità del suono in funzione della frequenza.
La frequenza viene utilizzata anche per classificare i suoni in base al loro timbro. I suoni di un dato timbro hanno una distribuzione di frequenze caratteristica. Ad esempio, il timbro di una voce umana è determinato dalla distribuzione di frequenze delle vocali.