Psicoacústica Fenômenos da propagação do som Fga. Pierangela Nota Simões

Propagação A propagação da onda sonora no mundo real não ocorre sem que ela encontrem em sua trajetória forças friccionais, que fazem com que a amplitude do som produzido diminua com o tempo e com a distância da fonte sonora

Propagação Se não houver no caminho da onda sonora nenhum obstáculo que se interponha a sua passagem, esta condição é denominada de transmissão em campo livre Ainda assim, a intensidade do som diminui progressivamente com o distanciamento da fonte que o gerou

Propagação Uma vez que haja um objeto na trajetória do som, parte dele será refletido, parte absorvido e o restante será transmitido, passando pelo obstáculo ou, até mesmo, contornando-o

Fenômenos A quantidade de som que é refletida, absorvida ou transmitida depende, essencialmente, das características físicas do obstáculo (meio), que determinam a resistência que ele irá oferecer à passagem das ondas sonoras

Reflexão Se uma onda sonora, propagando-se no ar, encontra uma parede rígida ela será refletida O ângulo da trajetória refletida é igual ao ângulo da trajetória incidente

Reflexão

Som refletido

Reflexão Sons refletidos são algumas vezes chamados de ecos ou ondas de reverberação, cuja diferenciação está apenas na distância do obstáculo em relação à fonte sonora

Reverberação O som refletido retorna à fonte num intervalo de tempo < que 1/10 de segundo (100ms) O obstáculo deverá estar situado a uma distância < do que 17 m

Reverberação É um fenômeno característico de recintos fechados, cujo controle é de suma importância em auditórios, teatros e estúdios

Reverberação

Reverberação Basílica de São Pedro: 10 segundos Biblioteca Pública de Los Angeles: 25 segundos

Eco O som refletido retorna à fonte num intervalo de tempo > ou = a 1/10 de segundo (100ms) O obstáculo deverá estar situado a uma distância > ou = a 17 m É um fenômeno característicos de ambientes abertos

Eco

Som útil Som útil é o som resultante do som direto e do som refletido, cujo intervalo de discriminação está dentro de 1/20 de segundo ou 50ms

Som útil Quando um som refletido chega ao ouvido com uma diferença de 50ms do som direto, a cóclea ainda encontra-se bloqueada para receber o segundo som, que passa a ser um reforçador do som direto

Som útil Esse tempo de discriminação foi determinado empiricamente por Békésy, como sendo a constante de tempo do ouvido O tempo ótimo, em termos de som útil é de aproximadamente de 30ms

Som prejudicial Acima de 50ms, a cóclea começa a discriminar o som direto e o refletido Nesse caso, o som resultante é confuso e chamado de som prejudicial

Eco Acima de 100ms, a cóclea estará completamente desbloqueada, permitindo total discriminação entre o som direto e o refletido A relação entre o som direto e o som útil determina a nitidez ou a clareza da mensagem

Absorção Quando um material não apresenta rigidez suficiente para refletir o som, ele o absorve, deixando-o passar em parte para o outro lado e em parte dissipando-o dentro de sua estrutura Um material é absorvente quando oferece pouca resistência à passagem da onda sonora

Absorção Esse tipo de material é chamado de material absorvente ou absorvente acústico, e sua magnitude é dada pelo coeficiente de absorção (a), que representa a relação entre a energia absorvida e a energia incidente, expresso numericamente, variando de 0 a 1

Absorção 1 = toda a energia foi absorvida e nenhuma refletida 0 = toda a energia foi refletida e nenhuma foi absorvida O coeficiente de absorção é independente da intensidade da onda incidente

Reflexão X Absorção

Transmissão Quando ouvimos um som que vem do outro lado de uma parede que separa dois ambientes, dizemos que o som foi transmitido pela parede

Transmissão O som que nela incidiu fez com que ela vibrasse, tornando-se uma nova fonte sonora que transmite o som para os dois lados da parede

Transmissão O som é retransmitido O som irradiado é na realidade o som gerado pela própria parede que, excitada pela fonte original, passa a vibrar, transmitindo o som para o lado oposto

Transmissão O ideal é que uma parede transmita a menor quantidade de energia sonora para outro recinto Uma parede que transmite pouco som é isolante Ex. parede que isola 30 dB: fonte de 70 dB – 30 dB = 40 dB transmitido para o outro lado

Materiais acústicos Tipo de material destinado a reter o som, absorvendo-o, para ser transformado em energia térmica e dissipado em seu interior  

Isolante fibroso Transforma a energia sonora em calor. Tem elevado coeficiente de absorção. Ex: fibra de vidro

Isolante poroso O som é refletido inúmeras vezes nos poros até que se dissipe Ex: isopor, espuma

Materiais acústicos As freqüências mais altas são mais difíceis de serem absorvidas porque o material se opõem a vibrações mais elevadas Nesses casos acontece uma atenuação e o som parece mais grave

Isolante acústico

Isolante acústico

Isolante acústico

Cabines acústicas São locais destinados a minimizar efeitos como reflexões e reverberações Em cabines destinadas a testes auditivos o limite do som dentro do seu interior é de 30 a 35 dB No caso dos estúdios de gravação é de 24 dB 

Refração É a variação na direção de propagação da onda sonora, devido a uma variação da velocidade do som em diferentes meios

Refração Pode acontecer também quando a onda encontra mudanças nas condições de um meio Velocidades do som: ar (340 m/s) água (1407 m/s)

Refração 1: ar quente próximo da superfície terrestre e ar frio mais acima. A velocidade do som no ar quente é maior. A onda sonora é desviada para cima. 2: situação de temperatura do ar é oposta, e assim o som é curvado para baixo

Difração É a mudança na direção de propagação da onda sonora A onda sonora pode desviar ou contornar um obstáculo

Difração

Difração É uma característica da própria onda Ondas sonoras de baixa frequência contornam mais facilmente os objetos do que as ondas sonoras de alta frequência Este fenômeno permite-nos ouvir sons sem saber onde está a fonte sonora

Orifício menor do que o comprimento de onda A maior parte da onda é refletida. A pequena parte que atravessa a parede pelo orifício será irradiada em todas as direções, como se fosse uma nova fonte de som.

Orifício maior do que o comprimento de onda Transmissão sem perda de intensidade.

Obstáculo menor que o comprimento de onda A onda sonora circunda o obstáculo e recupera a sua frente de onda. A sombra acústica é desprezível

Obstáculo maior que o comprimento de onda Sombra acústica quase perfeita. A frente de onda e a intensidade do som refletido são iguais às que surgiriam se a fonte de som S fosse colocada na posição da sua imagem

Ressonância Todo sistema elástico possui uma freqüência natural de vibração. Se uma fonte sonora emitir uma onda cuja freqüência coincida com a do sistema, dizemos que os dois entraram em ressonância Assim, o sistema elástico pode ser induzido, por acúmulo de energia, a efetuar oscilações de amplitude muito superior à da fonte que o excitou

Ressonância A amplitude de vibração depende da proximidade da freqüência da força aplicada à freqüência natural do sistema elástico. À medida que nos afastamos da freqüência natural para qualquer direção, o sistema torna-se menos responsivo às freqüências situadas abaixo ou acima de sua freqüência natural, tendo conseqüentemente uma redução nas amplitudes de vibração destas freqüências

Cristal

Ponte de Tacoma

Efeito Doppler O efeito Doppler é uma característica observada nas ondas quando emitidas ou refletidas por um objeto que está em movimento com relação ao observador

Buzina de carro

Efeito Doppler

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