dove a è l'ampiezza d'oscillazione, ω la pulsazione, pari a 2π volte la frequenza, e v è la velocità di propagazione. Un'altra rappresentazione significativa della perturbazione sonora può essere data introducendo la pressione sonora o ampiezza di pressione, pari alla differenza Δp fra la pressione istantanea e la pressione media nel mezzo; essa è determinata dalla relazione
dove c è il coefficiente di compressibilità del mezzo elastico in cui si propagano le onde sonore. L'onda di pressione, pertanto, è in quadratura con l'onda di spostamento. La pressione sonora Δp non va confusa con la pressione del s., che è la pressione esercitata dall'onda sonora contro un ostacolo sui cui venga a incidere, e che ha caratteristica di continuità nel tempo; ad essa è associata un'energia sonora, definita come l'energia che fluisce nell'unità di tempo attraverso una superficie di area unitaria, perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda stessa. Come già detto, la propagazione del s. è determinata dalle stesse leggi che governano la propagazione delle onde elastiche. In un mezzo omogeneo illimitato, la propagazione avviene per raggi rettilinei, lungo i quali l'intensità decresce al crescere della distanza dalla sorgente sonora; variazioni di intensità possono avvenire a causa di fenomeni di interferenza con altre onde o per effetto Doppler, se la sorgente è in moto. In un mezzo non omogeneo o limitato, invece, intervengono fenomeni di riflessione, rifrazione, diffusione sulle superfici di discontinuità e diffrazione che alterano notevolmente la forma e l'intensità dei raggi sonori: in perfetta analogia a quanto avviene in ottica, anche per i s. si distingue tra fenomeni di acustica geometrica, per i quali è irrilevante la natura ondulatoria della perturbazione, e fenomeni di acustica fisica, per i quali, invece, tale natura assume un ruolo di rilievo. Gli elementi caratteristici di un s. sono l'altezza (o acutezza), l'intensità e il timbro. L'altezza è caratterizzata dalla frequenza (o dal periodo) della vibrazione; precisamente, un s. è tanto più alto, o acuto, e tanto meno basso, o grave, quanto maggiore è la sua frequenza, se si tratta di un s. puro, o quanto è maggiore la frequenza dell'armonica fondamentale, se si tratta di un s. composto. Per quanto riguarda l'intensità, qui si intende l'intensità della sensazione sonora, in base alla quale i s. vengono distinti in forti o intensi e deboli; il collegamento fra questa grandezza, di carattere non fisico, e l'intensità energetica è dato dall'audiogramma normale, la cui unità di misura, logaritmica, è il fon. Infine, il timbro (o metallo, o colore) di un s. è un carattere difficilmente precisabile in generale, determinato dalle armoniche che accompagnano il s. fondamentale, e quindi dalla forma della vibrazione; due s. emessi da strumenti diversi, pur se uguali per altezza e intensità, si distinguono precisamente per il loro diverso timbro. Per quanto riguarda le sorgenti sonore, affinché un oggetto in vibrazione possa essere considerato una buona sorgente è necessario che l'energia acustica passi con efficacia dalla sorgente al mezzo; tra le sorgenti acustiche classiche, ricordiamo i diapason, a frequenza fissa, i sonometri e i vari tipi di fischi, nel campo dei generatori a frequenza variabile. I generatori più diffusi, tuttavia, sono quelli elettroacustici, detti anche generatori secondari, per distinguerli dai generatori primari, in cui l'eccitazione è puramente meccanica. Per quanto riguarda i ricevitori acustici, infine, la categoria più importante è costituita dai microfoni, dispositivi elettroacustici che trasformano l'onda sonora in una corrente o in una tensione elettrica la cui composizione armonica riproduce quella del s. ║ Primo, secondo, terzo quarto s.: particolari processi di propagazione di onde sonore o ultrasonore che hanno luogo in alcune sostanze liquide, soprattutto nell'elio liquido. • Tecn. - La tecnica di registrazione e di riproduzione dei s. ha avuto inizio con la realizzazione del primo fonografo, dovuta a Th.A. Edison, nel 1877; l'espansione dell'industria discografica, tuttavia, fu in gran parte determinata dallo sviluppo dell'elettroacustica, a partire dagli anni Trenta, con l'adozione di vari dispositivi elettrici ed elettroacustici, e in seguito, negli anni Cinquanta, con l'introduzione dell'incisione a microsolco e la realizzazione dei sistemi stereofonici. Per la registrazione dei s. furono sperimentati e adottati tre diversi metodi: il sistema meccanico, nel quale i s. vengono convertiti in una grandezza meccanica, pari all'ondulazione laterale del solco inciso nel disco; il sistema magnetico, nel quale i s. sono convertiti nella magnetizzazione variabile di un nastro magnetico; il sistema ottico, introdotto con l'avvento della cinematografia sonora e tuttora in uso, che si basa sulla conversione dei s. nell'annerimento di una striscia di pellicola cinematografica , detta colonna sonora. Lo sviluppo delle tecniche numeriche e della microelettronica ha permesso di mettere a punto nuovi sistemi di registrazione di tipo digitale, dotati di una maggiore insensibilità ai disturbi di parametri fisici e pertanto superiori ai sistemi di registrazione tradizionale, di tipo analogico; i supporti di memorizzazione sono costituiti da uno speciale disco, il compact disc (V.) o CD, inciso e letto con tecniche di tipo ottico, o da un tipo particolare di nastro magnetico (digital audio tape o DAT). Il sistema di registrazione monofonico, indipendentemente dal supporto adottato, comprende schematicamente: uno o più microfoni, che raccolgono i s. da registrare e li convertono in variazioni di tensione o di corrente elettrica; un miscelatore o mixer, che consente di mescolare i segnali provenienti dai vari microfoni in un unico segnale; un insieme di filtri, detto equalizzatore, che consente di determinare la risposta in frequenza ottimale per il sistema; un amplificatore; un dispositivo di incisione, azionato dalla corrente microfonica amplificata, in grado di operare sul particolare mezzo di registrazione usato. Il sistema di riproduzione dei s. registrati è costituito, invece, dalle seguenti componenti: un dispositivo di lettura, che trasforma in corrente fonica le variazioni della grandezza registrata; un equalizzatore; un amplificatore; uno o più altoparlanti che convertono in s. la corrente fonica, o, in generale, uno o più riproduttori sonori; infine, nel caso di più riproduttori, un ripartitore, che serve a suddividere nel modo migliore il segnale fonico fra di essi. Una delle caratteristiche principali di un sistema di registrazione e riproduzione sonora è la fedeltà di riproduzione, cioè la capacità di riprodurre s. identici a quelli originali in termini di timbro e di contrasto di intensità; nella pratica, vengono considerati ad alta fedeltà i sistemi caratterizzati da una risposta in frequenza lineare nel campo di frequenze fra 16 Hz e i 30 kHz, esenti da distorsioni e da rumore proprio in tale campo. Fra i requisiti ulteriori di un sistema ad alta fedeltà, vi è quello di riprodurre l'ambiente sonoro originario, ovvero di dare all'ascoltatore sensazioni sonore simili a quelle che avrebbe avuto se si fosse effettivamente trovato nella sala di registrazione. Tale requisito viene ottenuto mediante i cosiddetti sistemi stereofonici (V. STEREOFONIA), ovvero sistemi a due o più canali monofonici, fra i quali i più diffusi sono quelli a due canali: in fase di riproduzione, i due canali sono amplificati e inviati in modo indipendente a due altoparlanti disposti in modo opportuno rispetto agli ascoltatori. L'effetto stereofonico migliore, tuttavia, si ottiene solo mediante riproduttori auricolari separati con ascolto in cuffia (cuffie stereofoniche). ║ Sistemi discografici analogici: sistemi meccanici nei quali la registrazione viene effettuata mediante un fonoincisore elettromagnetico, il cui stilo traccia su un disco di adatto materiale (disco fonografico), in rotazione uniforme, un solco spiraliforme di profondità e di passo costante. Nella riproduzione, la lettura avviene per mezzo di una puntina esplorante che, scorrendo nel solco, ne trasmette le ondulazioni a un fonorivelatore; il fonorivelatore è a sua volta contenuto in un braccio mobile che appoggia direttamente sul disco, il che provoca una costante usura sia del disco, sia della puntina. Il sistema di registrazione discografica si presta a realizzare registrazioni sia di tipo monofonico, sia di tipo stereofonico. ║ Sistemi a colonna sonora: sistemi ottici utilizzati esclusivamente nella cinematografia sonora, nei quali il dispositivo registratore è costituito da un oscillografo elettromeccanico che, sotto l'azione della corrente fonica, fa oscillare un fascetto di luce incidente su una striscia di pellicola larga 2 mm, detta colonna sonora. La lettura viene eseguita da un dispositivo a cellula fotoelettrica che raccoglie, attraverso la colonna sonora, la luce di una sorgente. Sono stati sperimentati sistemi a colonna sonora ad alta fedeltà e stereofonici che, tuttavia, non hanno dato buoni risultati. ║ Sistemi analogici a nastro magnetico: sistemi magnetici nei quali il supporto di registrazione è costituito da un filo o da un nastro di materiale plastico su cui è steso uno strato di materiale ferromagnetico o ferrimagnetico. Il nastro viene magnetizzato facendolo scorrere con velocità uniforme davanti al traferro di un piccolo elettromagnete percorso dalla corrente fonica; il nastro, che si suppone smagnetizzato, esce dalla zona del traferro con una magnetizzazione residua che costituisce la registrazione sonora. Per evitare distorsioni dovute alla non linearità della curva di prima magnetizzazione, nell'avvolgimento della testina di registrazione viene inviata, oltre alla corrente fonica, una corrente di polarizzazione ad alta frequenza; essa, inoltre, consente di smagnetizzare il nastro, cioè di cancellare eventuali registrazioni precedenti, anche se nei registratori ad alta qualità si preferisce affidare tale compito a una opportuna testina di cancellazione. Il dispositivo di lettura è costituito da un altro elettromagnete, detto testina di lettura, identico, dal punto di vista costruttivo, alla testina di registrazione: per questo, in molti casi può essere utilizzata un'unica testina. I registratori magnetici possono essere utilizzati per realizzare senza difficoltà sistemi stereofonici a due o più canali; la possibilità di seguire più piste su uno stesso nastro magnetico, di cancellare registrazioni precedenti e l'introduzione di nastri contenuti in caricatori (cassette o bobine), inoltre, rende tali strumenti particolarmente versatili. ║ Sistemi digitali ottici su disco: sistemi nei quali il segnale numerico viene registrato su una sola faccia di un disco sottile di policarbonato (compact disc), sotto forma di zone riflettenti e non, distribuite su una traccia a forma di spirale che inizia dalla parte interna del disco e si sviluppa verso l'esterno. Lo strato riflettente viene realizzato mediante la deposizione di uno stato di alluminio sul disco, mentre le zone non riflettenti sono in realtà delle lacune nello strato riflettente; l'informazione così registrata viene letta da un fascetto laser esploratore, senza alcun contatto meccanico tra rilevatore e disco, il che elimina ogni processo di deterioramento presente nei sistemi di registrazione e di lettura tradizionali. Per consentire questo tipo di registrazione è necessario che i s., sotto forma di onda analogica, vengano convertiti in un segnale digitale: ciò avviene, dopo un opportuno campionamento a brevi intervalli di tempo, tramite un convertitore A/D. Il sistema stereofonico adottato nei CD viene realizzato incidendo nella stessa traccia i segnali relativi al canale destro e sinistro, intercalando uno a uno i campioni dei due canali. In fase di riproduzione, il fascetto laser esplorante viene modulato secondo le zone opache o riflettenti che incontra sul disco; un prisma semiriflettente, poi, consente di separare il fascetto riflesso e di inviarlo su un fototransistore che converte le variazioni di intensità in impulsi elettrici; dopo un opportuno processo di decodifica, che consente di controllare e correggere gli eventuali errori di lettura, gli impulsi vengono convertiti in un segnale analogico, che consente di riottenere il segnale originario. ║ Registrazione digitale su nastro magnetico: sistema di registrazione su nastro magnetico (digital audio tape), che si basa sugli stessi principi della registrazione digitale su CD. Si differenzia da quest'ultima, oltre che per il diverso supporto di registrazione, per alcune diversità costitutive della più piccola unità completa di segnale. Il nastro magnetico è contenuto in una cassetta normalizzata di dimensioni molto contenute; la registrazione si basa su una tecnologia a testine magnetiche rotanti, molto simile a quella utilizzata nella registrazione del segnale televisivo. • Mus. - L'arte e la pratica musicale viene definita propriamente come l'arte di organizzare i s.; essa non si serve di tutti i s. percepibili dall'orecchio umano, ma solo di gruppi di s. (sistemi musicali) con frequenze che stanno fra loro in determinati rapporti. Vengono considerati uguali due s. puri di uguale altezza, cioè della stessa frequenza; il rapporto fra la frequenza di due s. di diversa altezza viene detto intervallo. Fondamentali sono l'intervallo di ottava, che si ha quando una frequenza è doppia dell'altra, cioè quando il rapporto è 2:1, e l'intervallo di quinta, che si ha quando il rapporto fra le due frequenze è 3:2. La collocazione di altri s. musicali nell'intervallo di ottava è alla base dell'elaborazione dei diversi sistemi musicali nelle varie epoche e presso i vari popoli. Così, nella scala pitagorica l'intervallo fra due s. può assumere solo due valori, detti tono diatonico e semitono diatonico; tale sistema, e le scale diatonica e cromatica che ne derivarono, furono alla base della musica monodica medioevale. La scala naturale, introdotta nel XVI sec., ottenuta da quella pitagorica sostituendo opportunamente alcune note, prevede tre diversi tipi di intervalli tra s. successivi: il tono grande o maggiore, il tono piccolo o minore e il semitono. La scala naturale e la scala naturale cromatica che ne deriva è alla base del sistema musicale moderno. ║ S. di combinazione: s. ottenuti per battimento quando due note di diversa altezza vengono emesse contemporaneamente.