SONIDO, AUDICIÓN Y ONDAS SONORAS
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.
La propagación del
sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia,
en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso.
Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua.
Si las vibraciones se
producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de
una onda longitudinal y si las vibraciones son perpendiculares a la
dirección de propagación es una onda transversal. (Mendoza, 2019)
Elaborada por: Adriana Mendoza
ONDAS SONORAS.
Las ondas sonoras se producen cuando un cuerpo vibra rápidamente.
La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones completas que efectúan
por segundo. Los sonidos producidos son audibles por un ser humano promedio si
la frecuencia de oscilación está comprendida entre 20 Hz y 20000 Hz.
Por encima de esta última frecuencia se tiene un ultrasonido no audible
por los seres humanos, aunque algunos animales pueden oír ultrasonidos
inaudibles por los seres humanos.
1,- Onda mecánica.
Las ondas mecánicas no pueden desplazarse en el vacío,
necesitan hacerlo a través de un medio material (aire, agua, cuerpo sólido).
Además, dicho medio debe ser elástico y no rígido para permitir la transmisión
del sonido.
2.- Onda longitudinal.
En las ondas longitudinales el movimiento de las partículas
se desplaza en la misma dirección que la onda.
3.- Ondas transversas
En las ondas transversales el movimiento de las partículas es
perpendicular a la dirección de la onda.
4.- Es una onda tridimensional.
Son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas
tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de
ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación
expandiéndose en todas direcciones. (Mendoza, 2019)
Velocidad y
energías del sonido.
Las partículas del medio se comprimen en
las zonas de máxima amplitud de la ondulación y se separan en las de mínima
amplitud. Estas zonas se denominan compresión y rarefacción.
La rapidez de propagación del
sonido está relacionada con variables físicas propias del material como la
densidad, la temperatura, la elasticidad, presión, salinidad, etc.
En el caso de medios gaseosos, como el
aire, las vibraciones son trasmitidas de un punto a otro mediante choques entre
las partículas que constituyen el gas. De este modo cuando mayor sea la
densidad del gas, mayor será la rapidez de la onda.
A nivel molecular un material con alta
elasticidad (rígido) se caracteriza por grandes fuerzas entre sus moléculas.
Esto hace que las partículas vuelvan rápidamente a sus posiciones de equilibrio
y estén dispuestas a iniciar de nuevo un movimiento, lo que les permite vibrar
a altas velocidades. Por lo tanto, el sonido viaja más rápido a través
de medios con mayor elasticidad.
La
densidad de un medio representa la masa por unidad de volumen. Así mientras más
denso es un material, mayor será la masa de las moléculas, si se considera un
mismo volumen, lo que implica que el sonido se trasmite más lentamente. Esto se
debe a que las ondas de sonido trasportan energía, que es la responsable de la
vibración de un medio, y se necesita más energía para hacer vibrar las
moléculas grandes que la requerida para hacer vibrar moléculas más pequeñas.
Por esto, el sonido viaja más lento en un objeto más denso, si ambos tienen la
misma propiedad elasticidad. (Mendoza, 2019)
Elaborada por: Adriana Mendoza
Elementos de una Onda
Elaborada por: Adriana Mendoza
Cresta: es
la parte más elevado de una onda.
Valle:
es la parte más baja de una onda.
Elongación: es
el desplazamiento entre la posición de equilibrio y la posición en un instante
determinado.
Amplitud: es
la máxima elongación, es decir, el desplazamiento desde el punto de equilibrio
hasta la cresta o el valle.
Longitud
de onda (l): es la distancia comprendida entre dos crestas o dos
valles.
Onda
completa: cuando ha pasado por todas las elongaciones positivas y
negativas.
Período
(T): el tiempo transcurrido para que se realice una onda completa.
Frecuencia
(f): Es el número de ondas que se suceden en la unidad de tiempo.
Resonancia: Es
el fenómeno que se produce cuando dos cuerpos tienen la misma frecuencia de
vibración, uno de los cuales empieza a vibrar al recibir las ondas sonoras
emitidas por el otro.
Para entender el fenómeno de la resonancia
existe un ejemplo muy sencillo. Es el efecto de afinar las cuerdas de la
guitarra, puesto que al afinar, lo que se hace es igualar las frecuencias, es
decir poner en resonancia el sonido de las cuerdas. (Mendoza, 2019)
Cualidades del sonido.
Desde el punto de vista de la
percepción del sonido por el ser humano los sonidos se caracterizan por su
intensidad, tono y timbre.
Intensidad
La intensidad o el volumen es
la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y está
relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es
la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad
de tiempo.
Tono
El tono es una cualidad del
sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y está
relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Los sonidos
graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran
frecuencia.
Timbre
El timbre nos permite
distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por
ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque
emitan la misma nota con la misma intensidad.
En general, los sonidos no
son de una sola frecuencia, los sonidos suelen tener una onda principal que va
acompañada de otras ondas de menor amplitud llamadas armónicas cuya frecuencia
es múltiplo de la onda principal; la suma de esas ondas da lugar a una onda que
tiene una forma determinada. El timbre está relacionado con la forma de la
onda. (Mendoza, 2019)
Elaborada por: Adriana Mendoza
Comentarios
Publicar un comentario