Il suono è un'onda e nel suo propagarsi nel mezzo trasporta energia. L'energia sonora è quindi l'energia emessa da una sorgente sonora. Come altri tipi di energia, anche l'energia sonora può essere utilizzata per compiere lavoro, ad esempio fa vibrare la membrana di un altoparlante o il timpano del nostro orecchio.
La quantità di energia trasportata in un secondo da un’onda è chiamata potenza dell’onda e nel SI (il Sistema Internazionale) si misura in joule al secondo [J/s], cioè in watt [W]:
dove E è l'energia emessa e t è l'unità di tempo. In realtà, però, questo rapporto dà una potenza media nell'intervallo di tempo.
Un'altra grandezza legata alla potenza sonora è l'intensità sonora:
Immaginiamo di avere un megafono che emette un'onda sonora. Quando l'onda si allontana dalla sorgente si propaga attraversando superfici di area sempre più estesa.
Le due superfici 1 e 2 sono attraversate dalla la stessa potenza, ma l’intensità del suono è minore nella superficie più lontana (e più grande).
Intensità del suono
L’intensità di un suono I è definita come rapporto tra la potenza sonora media che attraversa perpendicolarmente una data superficie e l’area A della superficie:
La sua unità di misura è il watt al metro quadrato.
Per le onde sferiche l'intensità sonora si esprime tramite la:
L'intensità minima che l'orecchio umano può percepire è . Questo valore dell’intensità è chiamato soglia minima udibile.
L'intensità massima sopportabile, chiamata soglia del dolore e oltre la quale si hanno danni per l'apparato uditivo è circa , ma già essere esposti in maniera continuativa a rumori di comporta dolore e conseguenze dannose. Vediamo quindi che l'intervallo di intensità sonora percepito è molto ampio: la massima intensità che possiamo tollerare è mille miliardi di volte quella minima percepibile!
La nostra percezione del volume di un suono dipende dall'intensità sonora secondo una relazione logaritmica. Per questo motivo sono stati definiti i livelli di intensità sonora , misurata in decibel [dB]:
dove è la minima intensità sonora udibile.
Quindi la soglia minima corrisponde a 0 dB, mentre la soglia del dolore corrisponde a 130 dB.
Il grafico mostra il legame tra il livello di intensità sonora e il rapporto in base logaritmica delle intensità sonore.