In
questa zona si nota dapprima un andamento decrescente del potere fonoisolante
in funzione della frequenza (“effetto rigidità”) fino ad un minimo in
corrispondenza della frequenza caratteristica 
(risonanza). Successivamente,
dopo possibili minimi secondari, il potere fonoisolante aumenta linearmente, su
scala logaritmica, con la frequenza (legge della massa).
La risonanza si spiega ricordando che
la parete, a causa dei vincoli più o meno rigidi che ha ai bordi, presenta
sempre un certo numero di modi normali di vibrazione, caratterizzati dal fatto
che i corrispondenti valori della semilunghezza l’onda sono contenuti nelle
dimensioni della parete stessa per multipli interi. Quando la
frequenza del
suono incidente è uguale a quella di uno dei modi normali, la parete entra in
vibrazione e si ha il fenomeno della risonanza: la parete diventa
sostanzialmente trasparente al suono ed il suo potere fonoisolante raggiunge un
minimo. Al primo modo normale è associata la più importante frequenza di
risonanza, , che, per pareti in muratura,
è generalmente minore di 100 Hz. Come si vedrà in seguito, è proporzionale a 
, dove 
è la costante
elastica della parete per unità di superficie ed 
la sua massa per unità di
superficie. Nel seguito si assumerà sempre un piccolo smorzamento interno, cioè
piccolo assorbimento della parete. E’ da notare che al crescere dello
smorzamento i picchi di risonanza tendono ad appiattirsi.
Per spiegare l’andamento complessivo del potere fonoisolante nella Regione 1 consideriamo dapprima il problema della trasmissione di un suono che incide normalmente su una parete divisoria.
La
legge di Newton per il moto di una parete vincolata ai bordi di massa 
,
smorzamento 
e costante elastica 
,
circondata da un fluido di impedenza acustica 
e sottoposta ad un campo
sonoro è
(3)
dove
,
e
sono
rispettivamente le pressioni associate all’onda incidente, riflessa, trasmessa;
è
la superficie della parete, mentre 
ed 
sono la velocità di
vibrazione e lo spostamento della parete, rispettivamente.
Isolamento acustico di una parete vincolata ai bordi.
Definendo
le densità di superficie 
, 
e 
si può
riscrivere
. (4)
Notando
che lo strato di fluido immediatamente a sinistra della parete deve avere la
stessa velocità della parete e anche la stessa velocità dello strato di fluido
immediatamente a destra, deve essere 
. Ricordando che 
, le
definizioni di 
e 
( è il
coefficiente di riflessione della pressione acustica, pari a 
), e
dividendo per 
, si ha
. (5)
Assumendo
che l’onda incidente, riflessa e trasmessa sia di tipo armonico, cioè 
, 
, 
, 
e 
, l’equazione
di moto diventa
, (6)
dove
è
l’impedenza acustica specifica della parete.
Come si vede nella (6) ’impedenza acustica specifica della parete ha la stessa forma dell’impedenza di un circuito risonante RLC dove la pressione totale netta agente sulla parete è equivalente alla tensione, la velocità di spostamento alla corrente, la massa specifica all’induttanza, la resistenza di smorzamento alla resistenza elettrica e l’inverso della costante elastica (complianza) alla capacità.
Dividendo
la (6) per si ottiene infine
(7)
dove
e
sono
i coefficienti di riflessione e trasmissione per la pressione.
Nell’approssimazione
di piccolo smorzamento (
), dalle relazioni (5) e (7)
si ottiene per
(8)
dove
è
la frequenza di risonanza della parete dovuta alla propria massa ed elasticità.
L’andamento
qualitativo di questa equazione è quello indicato nella Regione 1 della figura:
troviamo sia la condizione di risonanza in corrispondenza alla frequenza (per cui 
e 
, cioè il
suono si trasmette interamente attraverso la parete) che gli andamenti lineari
fuori risonanza:
-
Per 
vale
,
da cui 
e
quindi 
.
Sostituendo
si
ottiene 
e
quindi
. (9)
Se,
come si verifica per molti materiali, è 
(nel caso dell’aria 
), si
trova la seguente relazione del potere fonoisolante nella zona dove domina
l’effetto rigidità: 
. Il potere fonoisolante
diminuisce di 
per ogni raddoppio di
frequenza e, variando il materiale che costituisce la parete, aumenta al
crescere della costante elastica . Questo effetto sarà dunque
ben visibile nel caso di pareti sottili, molto rigide e di massa trascurabile.
-
Per 
vale
,
da cui 
e
quindi 
.
Sostituendo nell’espressione (2) del potere fonoisolante si ottiene la cosiddetta legge della massa per incidenza normale
. (10)
In
analogia a quanto già trovato per , per si ha 
. Da
quest’ultima si vede come il potere fonoisolante aumenti di per ogni raddoppio
della massa per unità di area o per ogni raddoppio della
frequenza 
.
Andamento del potere fonoisolante di una parete per incidenza normale.
La legge della massa assume espressioni leggermente diverse quando si suppone che l’onda sonora incida obliquamente sulla parete oppure quando si suppone che l’onda sonora sia ad incidenza casuale.