EL
SONIDO
¿Que es?
El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación
en forma de ondas elásticas (sean audibles o no),
generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando
el movimiento vibratorio de un cuerpo.
El sonido humanamente audible
consiste en ondas sonoras que se producen cuando
las oscilaciones de la presión del aire, son
convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro.
Propagación del sonido:
La física
del sonido es estudiada por la acústica, que
trata tanto de la propagación de
las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios
continuos como
la interacción de
estas ondas sonoras con los cuerpos físicos.
Ciertas
características
de los fluidos y de los sólidos
influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos
y en los líquidos
con mayor rapidez que en los gases. En general cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K)
del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También la
densidad es un factor importante en la velocidad de propagación, en
general a mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás,
tanto mayor es la velocidad de la propagación del
sonido. La velocidad del sonido se relaciona con esas magnitudes mediante:
Velocidad
del sonido
La velocidad
del sonido es la
velocidad de propagación de
las ondas mecánicas
longitudinales, producidas por variaciones de presión del
medio. Estas variaciones de presión
generan en el cerebro la sensación del
sonido.
En
general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos
que en los líquidos
y en los líquidos
mayores que en los gases.
•La
velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 ºC) es
de 340 m/s.
•En el
agua es de 1.600 m/s.
•En la
madera es de 3.900 m/s.
•En el
acero es de 5.100 m/s.
Propiedades del sonido
Frecuencia
(Altura)
La frecuencia de un
sonido se mide en Hercios (Hertz, Hz) y describe la cantidad de ondas por
segundo que completan un ciclo.
Amplitud
(Intensidad)
El sonido se mueve a través del
aire en forma de ondas, la amplitud es la distancia entre el punto más alto y
el más bajo de una onda.
Timbre
El timbre es
una propiedad del sonido difícil de explicar científicamente. Es la
diferencia entre dos sonidos de la misma amplitud y frecuencia. El mejor
ejemplo son los distintos instrumentos musicales. El timbre es lo que
caracteriza a cada instrumento que pueden tocar la misma nota (Frecuencia) y al
mismo volumen (Amplitud) y aún así podemos identificar a cada instrumento
gracias a que tienen un timbre distinto.
Tono
Una
propiedad importante del sonido es el TONO, o lo que es lo mismo la FRECUENCIA
con la que vibran las partículas del medio. Dicha frecuencia determina que un
sonido sea AGUDO o GRAVE según su valor. Altos valores de frecuencia serán
sonidos “agudos” y bajos valores de frecuencia sonidos “graves”.
Las
constantes características de cada sonido serán: la frecuencia "f" y
la longitud de onda“ ", las
cuales están relacionadas con la velocidad de propagación del sonido en el
medio correspondiente, ya que:
FENÓMENOS ONDULATORIOS RELACIONADOS CON
EL SONIDO:
Resonancia
Todos
los cuerpos tienen una frecuencia de vibración propia de cada estructura, por
ello cuando recibe estímulos de una fuente ondulatoria externa de la
misma frecuencia o muy próxima, su amplitud de oscilación aumenta
considerablemente.
Reverberación
Es la
prolongación del sonido una vez que se ha extinguido la fuente sonora. Se
produce por las múltiples ondas reflejadas que continúan llegando al oído. Si
las paredes fueran reflectores perfectos, el proceso sería de duración
infinita, afortunadamente, en las paredes se absorbe sonido y el proceso tiene
una duración limitada.
Eco
El
eco es otro fenómeno relacionado con la reflexión del sonido. Se produce cuando
el sonido inicial ya se ha extinguido y aparece un sonido igual de forma
reflejada.
Cuando
la superficie reflectante está suficientemente lejos, nuestro oído puede
percibir por separado la onda directa y la reflejada. Si la separación temporal
entre ambos sonidos es superior a 0,1 (s), el sonido repetido se llama eco.
Es
decir, el oído puede percibir dos sonidos al menos.
Interferencia
Dos
ondas que viajan en el mismo medio se interfieren entre sí. Si
sus amplitudes se suman, la interferencia se dice que es una interferencia
constructiva, e interferencia
destructiva si están "fuera de fase" y se restan.
Los patrones de interferencia constructiva y destructiva pueden dar lugar a los
"puntos muertos" y "puntos vivos" de la acústica
de un auditorio.
La
interferencia de las ondas incidente y reflejada es esencial para que se
produzcan las ondas
estacionarias resonantes.
Difracción del Sonido
Difracción: la
curvatura de las ondas alrededor de pequeños obstáculos y la propagación de
las ondas mas allá de las pequeñas*
aberturas.
*
Pequeña
comparada con la longitud de onda
