Acustica
Il corso si propone di fornire allo studente un’adeguata conoscenza e consapevolezza dei fenomeni sonori, indagati da una prospettiva fisica, psicoacustica e organologica.
Corso Base
- Introduzione generale: generazione, trasmissione e ricezione del suono
- Grandezze acustiche fondamentali e relative unità di misura
- Campo di udibilità, infrasuoni e ultrasuoni
- Componenti fondamentali di un sistema acustico:
- Eccitatore acustico
- Oscillatore acustico
- Risuonatore acustico
- Sorgente sonora e mezzo elastico
- Oscillatori armonici:
- Moto armonico
- Pendolo semplice
- Sistema massa-molla
- Onde sonore:
- Onde longitudinali e trasversali
- Onde piane e sferiche
- Onde viaggianti (progressive e regressive)
- Onde stazionarie
- Equazione delle onde
- Propagazione del suono:
- Riflessione
- Rifrazione
- Diffrazione
- Assorbimento
- Eco, riverberazione, effetto Haas
- Moto relativo di sorgente e osservatore: effetto Doppler
- Fenomeni di interferenza:
- Principio di sovrapposizione lineare
- Intermodulazione e suoni di combinazione (suoni differenziali e addizionali)
- Battimenti del I e II ordine
- Risonanza e modi di vibrazione di un sistema oscillante:
- Modi normali, frequenze di risonanza, formanti
- Parziali armoniche e inarmoniche
- Figure di Chladni
- Accoppiamento acustico e adattamento di impedenza
- Analisi spettrografica, FFT (Fast Fourier Transform)
- Rappresentazione del suono:
- Forma d’onda (nel dominio del tempo)
- Spettro (nel dominio della frequenza)
- Sonogramma (nel dominio del tempo e della frequenza)
- ADSR (Attack-Decay-Sustain-Release): le quattro fasi temporali dell’inviluppo d’ampiezza
- Densità spettrale:
- Suoni puri vs. suoni complessi (periodici e aperiodici)
- Spettro discreto vs. spettro continuo
- Forme d’onda fondamentali:
- Onda sinusoidale
- Onda quadra
- Onda triangolare
- Onda a dente di sega
- Onda rettangolare (pulse wave)
- Livelli sonori:
- Scala dei dB (decibel)
- SPL (Sound Pressure Level)
- SIL (Sound Intensity Level)
- SWL (Sound Power Level)
- Microfoni:
- Tipologie principali (dinamici, a condensatore, piezoelettrici)
- Risposta in frequenza
- Sensibilità
- Direzionalità (figure polari)
Corso Avanzato
Approfondimento degli argomenti tecnici affrontati nel corso base, attraverso l’indagine quantitativa e la formalizzazione matematica.
- Fondamenti di matematica per l’acustica:
- Funzioni trigonometriche, logaritmiche, esponenziali
- Vettori e matrici
- Numeri complessi
- Limiti e continuità delle funzioni
- Derivazione e calcolo differenziale
- Integrazione e calcolo integrale
- Equazioni differenziali
- Sommatorie e serie
- Analisi armonica e trasformata di Fourier
- Elementi di organologia: aspetti acustici, meccanici e costruttivi degli strumenti musicali
- Classificazione degli strumenti musicali:
- Cordofoni: a corde pizzicate, a corde strofinate, a corde percosse, a corde poste in vibrazione da aria
- Aerofoni: a sferzamento d’aria, a bocca, ad ancia semplice, ad ancia doppia, a bocchino, a serbatoio d’aria
- Membranofoni: a percussione, a sfregamento
- Idiofoni: a urto, a percussione, a scuotimento, a sfregamento, a pizzico
- L’organo vocale:
- Corde vocali
- Tratto vocale
- Formanti della voce
- Intervalli musicali e rapporti di frequenza
- Temperamenti musicali: pitagorico, naturale, mesotonico, equabile
- Psicoacustica e psicologia cognitiva
- Fisiologia del sistema uditivo:
- Orecchio esterno (padiglione auricolare, canale uditivo, timpano)
- Orecchio medio (martello, incudine, staffa, tromba di Eustachio)
- Orecchio interno (coclea, sistema vestibolare, nervo acustico)
- Struttura della memoria:
- Memoria sensoriale
- Memoria a breve termine
- Memoria a lungo termine
- Elaborazione dello stimolo acustico nel sistema nervoso
- Riconoscimento e identificazione uditiva di sorgenti ed eventi sonori
- Localizzazione della sorgente sonora:
- Azimuth: Interaural Time Difference (ITD), Interaural Level Difference (ILD)
- Distanza
- Elevazione
- Curve isofoniche, loudness level e scala dei phon
- Soglie sensoriali e discriminazione percettiva:
- Frequency range: 16 Hz – 20 kHz
- ATH (Absolute Threshold of Hearing)
- Threshold of pain
- JND (Just-Noticeable Difference) di frequenza e intensità
- Banda critica e roughness
- Fusione e fissione spettrale
- Effeti di mascheramento:
- Mascheramento frequenziale
- Mascheramento temporale (pre-masking, post-masking)
- Principio di indeterminazione tonale
- Paradossi e illusioni percettive (R. Shepard, J.-C. Risset, D. Deutsch)
- Microproprietà e macroproprietà spettrotemporali
- Rappresentazione multidimensionale del timbro: lo spazio timbrico
- Descrittori spettrali, temporali e spettrotemporali del timbro:
- Attack time, attack centroid
- Inharmonicity, noisiness
- Spectral centroid
- Spectral flux
Corso di Supporto Accademico
Programma da concordare ad hoc per la preparazione agli esami di ammissione, di passaggio e finali in ambito universitario e conservatoriale.