¿Qué es el sonido?
Es una perturbación que se propaga por un medio elástico y se manifiesta como
una variación de presión o desplazamiento de las partículas del medio.
Cuando se trata de sonidos audibles por los humanos, se hace referencia a las
ondas sonoras y acústicas producidas por oscilaciones de presión de aire
convertidas en ondas mecánicas que son percibidas por el cerebro humano.
¿Por qué medios se transmite el sonido?
Los sonidos se producen por cuerpos que vibran. Para percibir esas vibraciones es
imprescindible que exista entre la fuente que origina el sonido y quien lo percibe, un medio
elástico (sólido, líquido o gaseoso), de modo que las moléculas que lo constituyen hagan
efectiva la transmisión.
Ruido
Es un sonido complejo, una mezcla de diferentes frecuencias o notas sin relación armónica
que dan una sensación confusa, sin entonación determinada.
Características Físicas
Frecuencia (f): Es el número de vibraciones completas por segundo que efectúa la
fuente del sonido y que se transmite en las ondas.
Amplitud: Es la intensidad (potencia acústica), que solemos llamar «volumen«. La
amplitud se relaciona con la cantidad de energía transmitida por las ondas sonoras.
Longitud de onda (λ): Es la distancia que recorre una onda en un período de
oscilación, o dicho de otro modo, la distancia entre dos máximos consecutivos de la
oscilación
Propiedades según su percepción
Tono: De acuerdo a su frecuencia, los sonidos se clasifican en agudos (alta frecuencia),
medios (frecuencia media) y graves (baja frecuencia).
Duración: Es el tiempo durante el cual se mantienen las vibraciones que produce un
sonido.
Intensidad: Es la potencia acústica (cantidad de energía por unidad de tiempo) por
unidad aérea, y se mide en decibeles (db).
Timbre: Es una cualidad que permite distinguir dos sonidos de igual frecuencia e
intensidad emitidos por distintas fuentes.
Movimiento Ondulatorio
Podemos observar ejemplos de movimiento ondulatorio en la vida diaria: el sonido
producido en la laringe de los animales y de los hombres que permite la comunicación
entre los individuos de la misma especie, las ondas producidas cuando se lanza una
piedra a un estanque, las ondas electromagnéticas producidas por emisoras de radio y
televisión, etc.
Movimiento Vibratorio
Es un movimiento en el que el cuerpo se desplaza sucesivamente a uno y otro lado de su
posición de equilibrio repitiendo para cada intervalo de tiempo sus variables
cinemáticas.
Movimiento Armónico Simple
Es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila de un lado al otro de
su posición de equilibrio, en una dirección determinada, y en intervalos iguales de
tiempo.
Para ser percibida por nosotros como sonido, la oscilación debe ser lo suficientemente
rápida, en concreto, debe realizar entre 20 y 20.000 oscilaciones completas por
segundo, que es aproximadamente el rango en el que se mueve nuestro sistema
auditivo.
Enunciado del Teorema de Fourier
La transformada de Fourier es una transformación matemática empleada para transformar
señales entre el dominio del tiempo (o espacial) y el dominio de la frecuencia.
Es el espectro de frecuencias de una función. Un buen ejemplo de eso es lo que hace el oído
humano, ya que recibe una onda auditiva y la transforma en una descomposición en
distintas frecuencias (que es lo que finalmente se escucha). El oído humano va percibiendo
distintas frecuencias a medida que pasa el tiempo, sin embargo, la transformada de Fourier
contiene todas las frecuencias del tiempo durante el cual existió la señal; es decir, en la
transformada de Fourier se obtiene un solo espectro de frecuencias para toda la función.
Nivel de Presión
El nivel de presión sonora determina la intensidad del sonido que genera una presión
sonora instantánea, se mide en dB y varía entre 0 dB umbral de audición y 140 dB
umbral de dolor.
Para medir el nivel de presión normalmente se adopta una escala logarithmic y se
utiliza como unidad el decibelio.
Ley de Snell
La ley de Snell dice que “el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de
incidencia es constante para cualquier rayo de luz que incide sobre la superficie que
separa de dos medios.”
Esta fórmula sirve para calcular el ángulo de refracción de la luz, o cualquier onda
electromagnética, al atravesar la superficie de separación entre dos medios de índice de
refracción distinto.
Aunque la ley de Senl fue formulada para explicar fenómenos de la luz, es aplicable a
todo tipo de ondas que atraviesan una superficie de separación, entre dos medios en
los que la velocidad de propagación de la onda varía.
Principio de Christian Huygens
Según Huygens “cada punto del frente de una onda que se propaga puede ser
considerado como fuente de una nueva onda elemental, y la nueva posición del frente
de onda es la envolvente común de todas estas ondas elementales emitidas desde todos
los puntos del frente de onda en sus posición anterior”
Resonancia
Todos los cuerpos poseen una frecuencia propia de vibración; si este cuerpo se
interpone en la trayectoria de una onda con igual frecuencia, la energía de movimiento
ondulatorio que absorbe, va a provocar un movimiento vibratorio de todo el objeto. Se
dice que el cuerpo entra en resonancia con la onda, y va a emitir un sonido más débil
que el de la onda.
Interferencia
Cuando dos ondas coinciden en un mismo punto del medio por el que se propagan se
produce una interferencia.
Si en este punto las dos señales llegan en fase, se producirá una vibración de mayor
intensidad, “constructiva”
En el caso contrario, es decir si las ondas llegan fuera de fase, la intensidad de la
vibración será menor, “destructiva”.
Reverberación
Fenómeno acústico natural que se produce en recintos cerrados o semicerrados,
consiste en la modificación de la señal original por el agregado de diferentes señales
reflejadas en las paredes de la sala. Por la distancia que deben recorrer la onda sonora
desde la fuente original hasta las paredes de la sala, estas reflexiones llegarán con un
retardo o delay.
El oído percibe la señal directa y su reverberación como un todo, esta propiedad
favorece a los auditorios ya que al reforzarse la señal por la onda reflejada, ayuda a
compensar la pérdida de intensidad que sufre la señal a medida que se aleja el emisor.