Parte
de la física que estudia el sonido, su origen, su propagación, sus propiedades
El
sonido puede ser de dos clases:
Sonido
musical: Onda
periódica agradable al oído
(Cuando pulsamos una cuerda de un instrumento
musical)
Ruido:
onda
no periódica desagradable al oído
(Cuando golpeamos una lámina con un martillo)
Para
que se produzca sonido son necesarias tres etapas:
●Producción: es
necesario que la matería
vibre y que lo haga a una frecuencia comprendida entre 20 Hz Y 20.000Hz
●Propagación: es
necesario que exista un medio por el cual se propague el sonido (sólido,
líquido, o gaseoso).El sonido no se propaga en el vacío
●Recepción: indiscutiblemente
debe existir un receptor (micrófono,
oído humano)
A
veces la materia vibra con una energía que no es suficiente para transmitir
dichas vibraciones al aire, por lo tanto no se
produce sonido (cuando dejamos caer un martillo en una espuma)
Nota:
no
todos los movimientos vibratorios producen sonido
Los
sonidos cuyas frecuencias son menores ó iguales a 20Hz se denominan infrasonidos
Los sonidos cuyas frecuencias son mayores a
20000 Hz se llaman ultrasonidos
Cuando un Diapasón se acciona, emite ondas sonoras
Velocidad de
propagación del sonido
La
velocidad del sonido cambia de un medio
a otro, dependiendo de la densidad, la elasticidad y la temperatura del medio
en el cual se propaga
El
factor temperatura influye especialmente en los medios gaseosos como el aire
Para
calcular la velocidad del sonido en el aire a cualquier temperatura, hacemos
uso de la expresión
Vt
=
velocidad del sonido a cualquier temp
V0=
velocidad a 0º = 331,6 m/seg
t = temperatura ambiente
0,6 m/seg
es el cambio de la velocidad del sonido por cada grado de
variación de la temperatura
También podemos utilizar la
expresión
V0=
velocidad a 0º = 331,6 m/seg
tºk
= temperatura absoluta ambiente
Cuando se trata de los gases diatómicos,
utilizamos la expresión
P=
presión del gas D = densidad
Y = relación que existe entre el calor
específico a presión constante y el
calor específico a volumen constante, es decir:
Los
gases diatómicos
(oxígeno, hidrógeno, nitrógeno etc.) en condiciones normales de presión y
temperatura tienen una presión de
para estos gases,
La
velocidad del sonido es mayor en los sólidos, que en los líquidos y mucho menor
en los gases así:
Por
ser el sonido un movimiento ondulatorio, tiene las propiedades de reflejarse, refractarse, difractarse e
interferir,
no se polariza ya
que es una onda de tipo longitudinal
REFLEXIÓN
Cuando
una onda sonora choca contra un obstáculo, retrocede con las mismas
características (el eco es
la consecuencia de la reflexión)
ECO:
repetición de una o más sílabas por la
reflexión de ondas sonoras contra una superficie grande
El
eco puede ser monosilábico, bisilábico o polisilábico
Para que se produzca eco, la pared reflectora
debe estar situada a no menos de 17 m,
ya que la sensación de sonido persiste en el oído humano 1/10 seg
(tiempo indispensable para que el oído diferencie un sonido de otro)
A
veces cuando el sonido se refleja en las paredes, el techo, y el piso de
un recinto, las superficies reflectoras
vuelven a reflejarlo, es decir, el sonido se refleja varias veces. A estas
reflexiones múltiples se les denomina reverberación
Si
las superficies reflectoras son muy absorbentes,
la intensidad del sonido sería baja y el sonido se escucha feo y sin vida, por
tal motivo el diseño auditorios, conchas acústicas, salas de conciertos, etc.
deben encontrar un equilibrio entre la reverberación
y la absorción
Otra
de las aplicaciones de la reflexión es el radar
sonoro el
cual posee un transmisor que envía una señal sonora, y una vez reflejada
regresa al receptor; registrando el tiempo de ida y regreso, se calcula la
distancia recorrida conocida la velocidad de propagación
Los
murciélagos se orientan en la oscuridad por medio de ultrasonidos
Los grandes búhos grises, escuchan muy bien
porque la plumas de su cara le sirven como reflectores parabólicos
Las ondas ultrasónicas que emite un delfín, le
permite ver a través de los cuerpos de otros animales y de las personas
Refracción del sonido
Las ondas sonoras se desvían cuando algunas partes de sus frentes de onda viajan a distintas velocidades. Esto sucede en vientos erráticos o cuando el sonido se propaga a través del aire a distintas temperaturas, A esta desviación se le llama refracción
En
un día caluroso, el aire cercano al suelo puede estar más caliente que el
resto, entonces aumenta la velocidad del sonido cerca al suelo. Las ondas
sonoras por consiguiente tienden a apartarse del suelo y hacen que el sonido no
parece propagarse bien
Con frecuencia sucede todo lo contrario en un día frío o por la noche, cuando la capa de aire cercana al suelo está más fría que el aire sobre ella. Entonces se reduce la velocidad del sonido cerca del suelo, la mayor rapidez de los frentes de onda causa una flexión del sonido hacia el suelo, y hace que el sonido se pueda escuchar a distancias mayores
La
flexión del sonido hacia el suelo ó hacia el aire ( hacia arriba) forma lo que
conocemos como curvaturas de onda
Difracción del sonido
Propiedad
que tiene una onda sonora de rodear un obstáculo o de doblar una esquina
Cuando
nos encontramos en la calle y escuchamos el sonido característico de una
ambulancia (sirena); así no nos encontremos en línea recta, nos indica que el
sonido se ha difractado
Interferencia del sonido
Cuando
llegan simultáneamente a un mismo punto de un medio dos o más sonidos
provenientes de una o varias fuentes sonoras reforzarse (formación de vientres
y principio del amplificador)o anularse (formación de nodos y principio del
silenciador)
Un
instrumento ideal para estudiar la interferencia del sonido consiste en el
trombón de QUINCHE Y KOENING
