Acustica

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L'acustica (dal greco ἀκούειν, "udire") è quella branca della fisica che studia il suono, le sue cause - le onde di pressione -, la sua propagazione e la sua ricezione. In un'accezione più generale, l'acustica comprende anche lo studio degli infrasuoni e degli ultrasuoni, che non sono percepibili dall'uomo attraverso l'udito, ma si comportano - da un punto di vista fisico - nello stesso modo. Più in generale, si intende talvolta con acustica lo studio delle vibrazioni meccaniche nei mezzi materiali.

Padre Marin Mersenne (1588-1648) fece i primi esperimenti per stabilire la velocità di propagazione del suono (che oggi sappiamo essere di circa 332 m/s), ma una misura più precisa rispetto alla sua, la quale posizionava la velocità di propagazione sonora a circa 350 m/s, fu individuata da studiosi italiani solo dopo la morte di Mersenne stesso. Successivamente, si scoprì che il suono si propaga a velocità inferiori se attraversa corpi più densi e che accelera con l’aumentare della temperatura. Robert Boyle (1660) fu il primo a dimostrare che il suono non si propaga nel vuoto, avvalorando gli esperimenti di Evangelista Torricelli che nel 1644 aveva prodotto il vuoto in laboratorio. Il lavoro di Torricelli aveva definitivamente smentito l’ipotesi dell’inesistenza del vuoto, sostenuta fra gli altri dal gesuita e studioso Athanasius Kircher (1650) e da Aristotele, che nella Fisica sosteneva che i quattro elementi (aria, acqua, fuoco, terra) fossero immersi nell’etere. La tradizione cristiana era unita nel giudicare il vuoto estraneo agli stati naturali. L’enciclopedista Jean-Baptiste d’Alembert elaborò l’equazione differenziale per descrivere i parametri sonori; una volta perfezionata da Eulero (morto nel 1783) questa equazione contribuì ad elevare l’acustica al rango di disciplina chiave della fisica. Christian Andreas Doppler (1845) spiegò perché l’avvicinarsi o l’allontanarsi fra sorgente sonora e ascoltatore produce un innalzamento o abbassamento apparente della frequenza. Hermann von Helmholtz (1863), con l’utilizzo di risuonatori, poté individuare per la prima volta i diversi armonici che compongono un suono e calcolarne il valore utilizzando la serie di Fourier (1822).