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UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonidoRESUMENACÚSTICA FÍSICA                                ACÚSTICA FISIOLÓGICA     CAUSA    ...
UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.2. Frecuencia: Velocidad con laque oscila la fuente (Hz). Es elnúm...
UT 1 : ACÚSTICA  2. Característica de una onda de sonido.- 4. Longitud de onda(λ): Distancia entre dos picos adyacentes de...
UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido. - 5. Amplitud: Es el grado de movimiento de las moléculas de aire...
UT 1 : ACÚSTICA   2. Característica de una onda de sonido.   - El ESPECTRO SONORO supone la representación gráfica de la p...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido. - 7. Bandas de frecuencia: Octavas.  BANDAS DE OCTAVA  Octava: Ban...
UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.- 8. Presión sonora, Intensidad sonora y potencia acústica:   POTE...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.- 8. Presión sonora, Intensidad sonora y potencia acústica: INTENSI...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: La fase puede medirse como un ángulo. Las diferencias de f...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:El valor...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFLEXIÓ...
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UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:EFECTO P...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:CAMPOS S...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:TIEMPO D...
UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio: INFLUE...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:INFLUENC...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFRACCI...
UT 1 : ACÚSTICA    2. Característica de una onda de sonido.    11. Ruido acústico:    A una señal completamente aleatoria,...
UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDO3. Cualidades del sonido. B. Tono: Es la cualidad que depende de la frecuencia, y hace ...
UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDOUT 1 : ACÚSTICAVibración• En este movimiento, existe una fuerza, llamada recuperadora,q...
UT 1 : ACÚSTICA OndaPropiedades físicas básicas de una onda- Velocidad de propagación (m/s): Depende del tipo de onda ydel...
UT 1 : ACÚSTICA Presión sonora  La presión sonora nos informa de cómo cambia la presión al pasar la onda,  respecto de la ...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase:   EN FASEUT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de s...
UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase:UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. F...
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UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase:UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.    ...
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Ut 1 acústica defi

  1. 1. UT 1 : ACÚSTICA “ El sonido es una modalidad muy especial. No podemos manejarlo. No podemos desecharlo. No podemos darle la espalda. Podemos cerrar los ojos, anular el olfato, el tacto y el gusto. Difícilmente podemos cerrar nuestros oídos, sólo podemos taparlos parcialmente. El sonido es el sentido menos controlable de todos…Por lo tanto estamos estudiando un problema de bastante profundidad y complejidad”. Julian jaynes. The origen of consciousness in the brackdown of bicameral mindUT 1 : ACÚSTICAACÚSTICA: Parte de la física que se dedica al estudio de loque se oye (sonido), en su más amplio sentidoSe ocupa de muchos aspectos: Generación, propagación,transmisión, recepción, absorción, registro, control, etc. - Acústica Física. - Acústica fisiológica Tipos - Psicoacústica - Electroacústica - Acústica arquitectónica -Acústica musical ………… 1
  2. 2. UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonido. Se puede estudiar desde dos PDV: - Sensitivo o fisiológico: Como una sensación acústica, que los seres vivientes, dotados de sentido del oído, experimentan cuando el órgano auditivo es estimulado por estímulos sonoros. - Fisico: Transmisión de vibraciones generadas por un cuerpo oscilante a través de un medio elástico, y recepción de sensor o del receptor. Conceptos previos: Vibración y OndaUT 1 : ACÚSTICATipos de Ondas según el medio de propagación1. Ondas mecánicas: Precisan de un medio materialpara propagarse. Ejemplo: el sonido, ondas producidasen la superficie del agua por el movimiento de uncuerpo, ondas en una cuerda, etc.2. Ondas electromagnéticas: No precisan de medio de propagación. Sepropagan variaciones de campos eléctricos y magnéticos. Ejemplo: Laluz, infrarrojos, UV, ondas de radio, etc. 2
  3. 3. UT 1 : ACÚSTICATipos de ondas según la variación espacio-temporalEn toda onda, hay variaciones de la magnitud física propagada: -En el espacio: Variaciones de un punto a otro del espacio. -En el tiempo: Variaciones de un instante a otro.a) Ondas armónicas: Las variacionesson senoidalesb) Ondas periódicas: Las variacionesson repetitivas, con un tiempo llamadoperiodo. Las armónicas son un casoparticular de ondas periódicasc) Ondas complejas: Las variacionesno son periódicasUT 1 : ACÚSTICATipos de ondas según su frente de ondas Frente de ondas: Lugar geométrico de los puntos del espacio que tienen el mismo estado de perturbación.1. Ondas planas: El frente de ondases plano. La perturbación se propagaen una sola dirección.2. Ondas esféricas: Los frentes deondas son esferas concéntricas. Agran distancia se ven como ondasplanas. La perturbación se propagapor igual en todas las direcciones.3. Otras: Los frentes de onda no son ni planos ni esféricos. Lapropagación se realiza de manera diferente en cada dirección. 3
  4. 4. UT 1 : ACÚSTICATipos de ondas mecánicas según la dirección devariación de la magnitud física que propagana) Ondas longitudinales: La dirección de variación de la magnitudfísica propagada y la dirección de propagación de la onda coinciden.b) Ondas transversales: La dirección de variación de la magnitud físicapropagada y la dirección de propagación de la onda sonperpendiculares.UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonido.- El sonido es la vibración de un medio elástico; bien sea sólido, líquido e incluso gaseoso.- El sonido se produce cuando un objeto vibra, y origina un movimiento en el aire que lo rodea.- Para que la vibración sea audible para un ser humano, este objeto debe oscilar aproximadamente entre 20 y 20.000 veces por segundo.- Por tanto, la frecuencia audible por el ser humano es, en teoría, de 20Hz a 20Khz.- Al oscilar, el objeto desplaza el aire que lo rodea, comprimiendo y descomprimiendo periódicamente las moléculas que lo integran, y modificando por consiguiente la presión del aire de forma periódica 4
  5. 5. UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonido 1.1 Producción de una onda sonora - Dos elementos para que se produzcan: Fuente de vibración (Diapasón, cuerda que vibre…) y medio elástico de propagación. (aire). - Los sonidos se producen por una materia que vibra. Ejemplo de despertador en bomba de vacío de vacía. - Las ondas sonoras son ondas longitudinales (no transversales), puesto que las partículas del aire se mueven en la misma dimensión que en la dirección que viaja la onda. Ejemplo de piedra en estanque (Longitudinal) o cuerda vibrando (trasversal) UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonido.- Ejemplo, si se golpea un diapasón con un martillo, las ramas vibratoria emiten ondas longitudinales. El oído, que actúa como receptor de estas ondas periódicas, las interpreta como sonido.- Al golpear al diapasón, las partículas de aire vecinas se ponen en movimiento, empujando también a las de su entorno, regresando después a su posición de equilibrio ya que su movimiento se ve frenado. 5
  6. 6. UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDO 2. Característica de una onda de sonido.2.1 Propagación del sonido. - Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente. El desplazamiento que sufre cada molécula es pequeño. Pero el movimiento se propaga a través del medio. - Entre la fuente sonora (el cuerpo en oscilación) y el receptor (el ser humano) tenemos entonces una transmisión de energía pero NO un traslado de materia. NO son las moléculas de aire que rodean al cuerpo en oscilación las que hacen entrar en movimiento al tímpano, sino las que están junto al mismo, que fueron puestas en movimiento a medida que la onda se fue propagando en el medio. - El (pequeño) desplazamiento (oscilatorio) que sufren las distintas moléculas de aire genera zonas en las que hay una mayor concentración de moléculas (mayor densidad), y zonas en las que hay una menor concentración de moléculas (menor densidad). Esas zonas de mayor o menor densidad generan una variación alterna en la presión estática del aire. Es lo que se conoce como presión sonora UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDO 2. Característica de una onda de sonido.2.1 Propagación del sonido. POR TANTO: Si nos quedamos parados en un punto del espacio, y vemos cómo pasa la onda, observamos que: Varía la presión y la densidad en dicho punto. Si detenemos el tiempo, y vemos todos los puntos por los que ha pasado la onda, observamos que: Varía la presión y la densidad de un punto a otro del espacio. LUEGO: En la onda acústica hay 3 variables: - La magnitud que varía - Tiempo - Posición 6
  7. 7. UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonido Una onda acústica conlleva una onda de densidad y una de presión La presión sonora nos informa de cómo cambia la presión al pasar la onda, respecto de la que había antes de pasar (su valor es muy pequeño, respecto de las presiones habituales). UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonidoRESUMEN¿Qué es una onda acústica? ¿Qué es el sonido? Por tanto: - Hay ondas acústicas que no son sonidos (Infrasonidos y Ultrasonidos) - Una misma onda acústica puede ser un sonido para un ser vivo y no para otro 7
  8. 8. UT 1 : ACÚSTICA1. Qué es el sonidoRESUMENACÚSTICA FÍSICA ACÚSTICA FISIOLÓGICA CAUSA MEDIO EFECTO NATURAL Emisión o fuente Receptor sonora Propagación de (Percepción del (Vibración) la onda oído) UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.1. Velocidad de propagación:Distancia que avanza la onda por unidad de tiempo, medida en unadeterminada dirección de propagación. En m/sDepende de factores como la densidad, la temperatura o la presión delmedio.La velocidad, la frecuencia y el periodo se relacionan según la fórmula:AIRE C=λ/t El sonido viaja más rápido cuanto más sólido y homogéneo es el medio. 8
  9. 9. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.2. Frecuencia: Velocidad con laque oscila la fuente (Hz). Es elnúmero de oscilaciones que unaonda efectúa en un determinadointervalo de tiempo. Número deciclos por segundo (Hz). 3.Tiempo o periodo C = λ/t C = λ.f (t): Es el tiempo entre transiciones de la onda y es la inversa de la frecuencia. f=1/t. Cuanto más corto t, más f. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido. La frecuencia se relaciona con la altura o tono de la nota musical. Cuanto más grande es la frecuencia, más alto es el tono de una nota musical. El sonido es más agudo. Los humanos sensibles a las vibraciones entre 20 Hz y 20.000 Hz. El margen auditivo varia según la edad y otros factores. Los animales tienen un margen auditivo diferente. 9
  10. 10. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.- 4. Longitud de onda(λ): Distancia entre dos picos adyacentes decompresión o descompresión. Depende de lo rápido que viaje el sonido. C = λ/t C = λ.f UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.Ejemplos: Suponiendo una temperatura normal, tenemos un sonido de30Hz de f. C = λ.f λ = c/f = 340/20 = 17 m.Mientras que la λ de 20 kHz estaría en torno a los 1,7cm.La longitud de onda pues, varía entre ser muy grande para f bajas yviceversa.Importante cuando se analiza el comportamiento del sonido al toparse conlos objetos: El objeto puede actuar como una barrera para el sonido, o bienhacer que éste se curve alrededor del objeto.Cuando un objeto es grande con relación a λ, se comportará como unabarrera para el sonido. Cuando es pequeño, se curvará alrededor de él.Por tanto, la mayor parte de los objetos actuarán de barrera parcial para lossonidos de altas frecuencias, y despreciable en altas frecuencias. 10
  11. 11. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido. - 5. Amplitud: Es el grado de movimiento de las moléculas de aire en una onda. Corresponde, en términos musicales, a aquello que llamamos intensidad. Cuanto más grande es la amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas en el tímpano y más fuerte es el sonido percibido. Tiene que ver, por tanto, con el nivel sonoro cuando es percibido finalmente por el oído.- 6. Forma de onda: La forma de onda es la característica que nos permitirádistinguir una nota o sonido de la misma frecuencia e intensidad producida porinstrumentos o fuentes diferentes. La forma de onda viene determinada por losarmónicos. Los armónicos son una serie de vibraciones subsidiarias queacompañan a una vibración primaria o fundamental del movimiento ondulatorio. UT 7 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.- Desde ese PDV puede haber dos tipos de sonidos: a) Sonidos simples: Son los movimientos armónicos simples que se representan como ondas sinusoidales. Representan un sonido puro (Pitido de generador de frecuencias, diapasón, silbido humano) No son fáciles de encontrar en la vida real. a) Sonidos complejos: Normalmente, al hacer vibrar un cuerpo, o en la mayoría de los sonidos de la vida real, no obtenemos un sonido puro, sino un sonido compuesto de sonidos de diferentes frecuencias (Onda más compleja). A estos se les llama armónicos. La frecuencia de los armónicos, siempre está añadida a la llamada frecuencia fundamental o primer armónico. Por tanto, Los armónicos contribuyen a la percepción auditiva de la calidad de sonido o timbre. 11
  12. 12. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido. - El ESPECTRO SONORO supone la representación gráfica de la presión de cada tono puro en los que se descompone el sonido frente a su frecuencia. Cada sonido tiene un espectro sonoro.Para cada forma de onda, existe su correspondiente espectro de líneas de frecuencia. - Para analizar un sonido o ruido, es básico, conocer su espectro. El espectro de sonido es la “firma de identidad” de dicho sonido. Al hecho de extraer el espectro de un sonido se le denomina ANÁLISIS ESPECTRAL DEL SONIDO. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido. - 7. Bandas de frecuencia: Octavas. A una zona del espectro se le llama BANDA DE FRECUENCIA. Está caracterizada por dos frecuencias límite (inferior y superior) y una frecuencia central. Ancho de banda: Diferencia entre las dos frecuencias límite En Acústica Arquitectónica, para realizar el análisis espectral de un sonido, el rango audible (20-20000)Hz se suele dividir en bandas de frecuencia. 12
  13. 13. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido. - 7. Bandas de frecuencia: Octavas. BANDAS DE OCTAVA Octava: Banda o intervalo de frecuencias cuya f. superior es el doble que la inferior. En música, una octava es el intervalo que separa dos sonidos cuyas f. fundamentales tienen una relación de dos a uno. Ejemplo de octava: el la4 de 880 Hz está una octava por encima respecto a la3 de 440 Hz. El número de octavas entre dos frecuencias puede calcularse mediante el uso de log. en base 2.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.- 8. Presión sonora, Intensidad sonora y potencia acústica: PRESIÓN SONORA (p) Diferencia entre la presión atmosférica en un momento dado (instantánea) y la presión atmosférica en reposo de mov. de partículas (estática). Digamos que es una de las magnitudes utilizadas para medir lo fuerte o débil de un sonido. La p. se mide en pascales (N/m2)=pa. Presión atmosférica (100.000pascales). Umbral de dolor 20 pascales. Podríamos diferenciar entre dos VALORES: a) Valor de pico = V0. Valor máximo que toma la presión (amplitud de presión) b) Valor eficaz (Presión rms)= Vef. Indicador de la presión en términos medios. V0>Vef. Relación entre ambas V0 = √2. Vef 13
  14. 14. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.- 8. Presión sonora, Intensidad sonora y potencia acústica: POTENCIA ACÚSTICA (P) Cantidad de energía sonora emitida por una fuente determinada por unidad de tiempo. Se mide en watios. (w) La cantidad de potencia acústica generada por fuentes de sonido real es muy pequeña en comparación con los w de potencia eléctrica necesarios para encender una bombilla. (Ej: Una fuente acústica que radie 20w, puede generar una presión cerca al umbral del dolor). Hoy día, las fuentes actuales, generan fracciones de watio. El resto se disipa en forma de calor Insignificante en términos físicos). NO confundir potencia acústica con potencia de salida. Ej: Altavoz de 1% de rendimiento: 100w de ampli = 1w. De P acústica. Resto es calor. Analogía: Presión sonora: consecuencia de la potencia en sus proximidades. Ej: Radiador. Temperatura: Presión. Energía calorífica: potencia acústica. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.- 8. Presión sonora, Intensidad sonora y potencia acústica:INTENSIDA ACÚSTICA (I) I= P / 4лr2Se define como la energía transportada por la onda porunidad de tiempo y unidad de área perpendicular a ladirección de propagación.Da idea de la cantidad de energía que está fluyendo por elmedio como consecuencia de la propagación de la onda.Cuando un cuerpo vibra y aumenta la amplitud de susvibraciones, se incrementa la energía transportada almedio. Consecuencia: la energía llegada al oído es mayor. 14
  15. 15. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.- 8. Presión sonora, Intensidad sonora y potencia acústica: INTENSIDA ACÚSTICA (I) I= P / 4лr2 -Tres protagonistas: La fuente, el medio y la onda y su propagación (con respecto al área en el que consideremos la onda determinada). - Es por ello, que las unidades para la intensidad (w/4лr2) )o (w/m2), resultan de la relación de una unidad de potencia entre una unidad de área. - Expresada en W/m2. En la práctica, simplificamos en db (Más delante UT. 4.) Explicación: La magnitud de la sensación sonora depende de la intensidad acústica, pero también depende de la sensibilidad del oído. El intervalo de intensidades acústicas que va desde el umbral de audibilidad, o valor mínimo perceptible, hasta el umbral del dolor es muy amplio, es decir, que el rango de intensidades que puede captar el oído humano es amplio. Va desde 0,000000000001 wm-2 a 100 wm-2 , en db, 0 a 140db. - Para producir una sensación sonora en una persona joven, es suficiente una energía de 10 –12 W/m2 (zumbido de un mosquito a 2 m de distancia).UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: - Estado de la vibración en que se encuentra el cuerpo, dentro de su trayectoria cíclica. - Cuando dos cuerpos se encuentran en el mismo estado de vibración (pasan por los mismos puntos en los mismos instantes y en el mismo sentido) están EN FASE - Si en los mismos instantes uno pasa por un punto (ej: amplitud máxima) y el otro por otro (ej: amplitud mínima) se dice que están en OPOSICIÓN DE FASE. - Si se suman o superponen 2 señales en fase y de igual amplitud, se obtiene otra señal de igual frecuencia y doble amplitud. - Si se suman dos señales en oposición de fase o contrafase en frecuencia y amplitud, las señales se cancelarán y el resultado será una ausencia de señal. - Estos dos casos son extremos. Lo normal es encontrar sonidos parcialmente desfasados entre si. La onda resultante es una superposición de tales sonidos que se situará a medio camino de las dos consideradas. 15
  16. 16. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: La fase puede medirse como un ángulo. Las diferencias de fase entre señales: consecuencia de retardos de tiempo entre ellas. La fase es un concepto relevante solamente en el caso de ondas continuas periódicas. IMPORTANTE: -Cuanto más lata es la frecuencia, mayor es la diferencia de fase de un retardo entre dos señales. - Puede haber una diferencia de fase de más de 360º si el retardo es lo suficientemente grande para retrasar la segunda más de un ciclo.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:IMPORTANTE:Cuando una onda sonora alcanza una superficie u obstáculo, su energía acústicase divide en tres: REFLEXIÓN (Er), TRANSMISIÓN (Et) Y ABSORCIÓN (Ea). Laonda también puede rodear el obstáculos (DIFRACCIÓN)La idea de cantidad absorbida, reflejada y transmitida lo muestran los coeficientes: 16
  17. 17. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:El valor de estos coeficientes depende fundamentalmente de dos factores:a)Las características físicas y geométricas del obstáculo (composición del material,detalle constructivo, densidad, dimensiones del material, etc.) Ej: Materialesporosos (absorben frecuencias altas más eficientemente)b)La frecuencia del sonido incidente.ABSORCIÓNCuando una onda sonora alcanza una superficie, parte de su energía es absorbiday parte reflejada.El coeficiente de absorción de una sustancia indica, en una escala de 0 a 1, cuántaenergía es absorbida. Un coeficiente de absorción de 1 significa absorción total(ventana abierta, espacio libre). El coeficiente de absorción de las sustancias varíacon la frecuencia.En acústica arquitectónica: La cantidad total de absorción presente en un recintopuede calcularse multiplicando el coeficiente de absorción de cada superficie porsu correspondiente área, y sumando a continuación dichos productos.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFLEXIÓNEn ocasiones, la propagación del sonido se encuentra obstruida parcial ototalmente por obstáculos. La reflexión ocurre cuando la onda sonora choca contrala superficie y vuelve al medio original.Lo parcial o total de lareflexión dependerá deltipo de medio.Caso típico: Un muro,una columna, etc.Si consideramos que lafuentes emiten “rayossonoros” que sepropagan como losrayos luminosos(Líneas rectas): 17
  18. 18. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFLEXIÓNLa reflexión dependerá del tamaño del obstáculo (más adelante), curvatura y deltipo de material. Considerando un objeto grande y no poroso, la reflexión puede serde dos tipos:a) Reflexión especular: ¿Zona de sombra?El objeto actúa casi como un espejo para la luz.Se rige según las leyes de snell: 1ª ley: El rayo incidente, reflejado y la línea normal en el punto de incidencia están en el mismo plano. 2ª Ley: ángulo incidencia = ángulo de reflexiónUT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFLEXIÓN 18
  19. 19. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFLEXIÓNb) Reflexión difusaNo cumple las leyes de snell. El sonido es reflejado en todas direcciones. Para que se produzca: Las irregularidades de la superficie en de ser de grandes como la longitud de onda del sonido, o mayores.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:EFECTO PRODUCIDO SOBRE EL SONIDO POR DISTINTOS MATERIALES La energía reflejada es mínima La energía reflejada es mucho mayor y se concentra en una dirección. 19
  20. 20. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:EFECTO PRODUCIDO SOBRE EL SONIDO POR DISTINTOS MATERIALES La energía reflejada es elevada y se reparte uniformemente en todas las direccionesUT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFLEXIÓNGENERALIDADESCuando un objeto es grande en relación a la longitud de onda del sonido, secomportará como una barrera y se reflejará. No confundir con texturas de lasuperficie!!Cuando un objeto es más pequeño el sonido se curvará o difractará alrededor deél.Una superficie plana reflejará el sonido como un espejo lo hace con un haz de luz,y una superficie irregular la reflejará en todas direcciones aleatoriamente.Las longitudes de onda varían (en el aire) entre 18m (bajas f.) y 1cm (altasf.). Losobjetos que nos encontramos a menudo, actúan como barreras para las altasfrecuencias, y tendrás un efecto despreciable para las bajas.Un sonido reflejado, es uno de los distintos modos con que recibimos la ondasonora, pero hay más. En virtud de esto hablamos de distintos campos sonoros. 20
  21. 21. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:CAMPOS SONOROS- Llamamos Campo directo o libre, al sonido que no presenta más modificación quela propia atenuación fruto de la distancia de recepción.- El campo reflejado es aquella zona en que el sonido llega al oído ligeramentedesfasado en el tiempo con respecto al sonido directo después de ser reflejado porun objeto u obstáculo.- Por su parte, llamamos campo difuso o reverberado a los espacios o zonas dondeel sonido llega al oído después de multitud de reflexiones que acaban perturbandoel sonido directo a causa de distintos desfases e interferencias destructivas.Si estamos frente a la fuente sonora, lógicamente, nosotros siempre escuchamosen primer lugar el sonido directo por llegar sin obstaculaciones a mi oído, y acontinuación, con un tiempo de retardo, el reflejado.Este tiempo de retardo, así como su nivel sonoro, con respecto al sonido directodependerá del tipo de material de la sala y sus características.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:CAMPOS SONOROSSi el sonido retardado lo escuchamos con una diferencia de más de 1/10 desegundo con respecto al directo, seremos capaces de diferenciar ambos sonidosde modo que la sensación sea de correlatividad. El fenómeno creado en esteescenario lo denominamos ECO.Persistencia de oído: 1/10. Velocidad del sonido en aire: 330m/s. ECO a partir de33m. (16,5 ida + 16,5 vuelta). ECO monosilábico. Más de 66m(33+33) bisilábico,etc.Si por el contrario la diferencia es menos de ese 1/10, las dos señales sonorasnuestro oído las percibe como una sola (aunque con máyor duración de lareverberada).El tiempo de dicho desfase se denomina tiempo de reverberación y depende de losmateriales del recinto así como las frecuencias de los sonidos.Cuanto menor es el índice de absorción de los materiales, mayor TR. 21
  22. 22. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:TIEMPO DE REVERBERACIÓNPara hallar el TR existen varias fórmulas, aunque nos vamos a guiar por la máspopular ideada por W.C Sabine.Sabine asumió que el material de un recinto era homogéneamente absorbente portodas las superficies. La fórmula relaciona volumen de la sala (V) y su coeficientemedio de absorción (A) y al superficie total en metros cuadrados (S). TR= 0,16.V/A.S DIFRACCIÓN Cuando un sonido llega a un obstáculo dicha onda cambia su dirección y se desfigura localizándose parcialmente en la parte posterior del obstáculo. Es por ello que se dice que la difracción es la propiedad de ciertas ondas de rodear un objeto. Ocurre cuando la longitud de onda es algo mayor que el objeto. Si la longitud de onda es muy pequeña, se crea una “sombra sonora” al otro lado del objeto.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:DIFRACCIÓNPor tanto, si el sonido no se difractara, seproduciría una sombra acústica, aunque estaes menor que la sombra óptica.La difracción ocurre porque los límites delobstáculo, se convierten en emisores denuevas ondas (ondas difractadas).La difracción es más fuerte a bajas que a altasfrecuencias.Es decir, en las sombras acústicas, los sonidos graves se perciben mejor quelos agudos, que a veces ni se perciben.Por tanto, la existencia de un obstáculo entre la fuente y el receptor atenúa lascomponentes de alta frecuencia (agudos), pero no así las de baja frecuencia(graves), que siguen percibiéndose, a menos que las dimensiones del obstáculosean muy grandes 22
  23. 23. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio: INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y EL VIENTO EN LA PROPAGACIÓN Las variaciones de temperatura tienen una neta influencia sobre la densidad del aire, y por lo tanto, sobre la velocidad de propagación de las ondas sonoras. La temperatura del aire puede decrecer con la altitud (caso más usual), o bien, crecer con ella (inversión térmica). Si la temperatura decrece con la altura, los rayos sonoros se curvan con pendiente creciente, provocando una zona de sombra alrededor de la fuente. Sin embargo, en el caso de inversión térmica, los rayos se curvan hacia el suelo, eliminando la zona de sombra. Esta situación de inversión térmica puede provocar un aumento de 5 a 6 dB(A) con relación a la situación normal. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio: INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y EL VIENTO EN LA PROPAGACIÓNLa influencia del viento puede motivar, así mismo, variaciones del orden de 5dB(A) entre las distintas situaciones. En presencia del viento, el sonido, en lugarde propagarse en línea recta, se propaga según líneas curvas.En el sentido del viento, el sonido se propaga mejor, y los rayos sonoros securvan hacia el suelo. Contra el viento, el sonido se propaga peor que en ausenciadel mismo, y los rayos sonoros se curvan hacia lo alto, formándose, a partir deuna cierta distancia de la fuente, una zona de sombra. 23
  24. 24. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y EL VIENTO EN LA PROPAGACIÓNUT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFRACCIÓNLa refracción del sonido es un fenómeno por el cual, cuando varían laspropiedades del medio de propagación, varía la velocidad y la dirección de laonda.Se trata de un fenómeno que ocurre en las ondas cuando existe transmisión dela mismas, y la densidad de un medio al otro de paso, es distinta. Podemoshablar de distintas causas de refracción:a) Por capas de temperatura en elaire: Del mismo modo que la luz esrefractada, las ondas sonoras cambiade velocidad por pasar de un medio aotro. Ej: Capas de aire de diferentestemperaturas. 24
  25. 25. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.10. Comportamiento físico de las ondas sonoras en el medio:REFRACCIÓNb) Refracción por viento: La velocidad del vientosuele ser menor a menor alturas y viceversa.Los efectos del mismo ya están visto en puntoanterior. Tiende a bajar el sonido con el viento afavor y tiende a subir, con el viento en contra.ONDAS ESTACIONARIASCuando una onda sonora incide perpendicularmentesobre un plano sólido, puede ser bruscamentebloqueada, reflejada y devuelta en sentido opuesto.Esa segunda onda a su vez, puede repetir el procesoen la pared opuesta, resultando la llamada OndaEstacionaria. Este efecto es perjudicial, siendo elprincipal motivo para que los ambientes destinados aactividades acústicas ( estudios de grabación, etc.),no deban poseer paredes paralelas.UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.11. Ruido acústico:El ruido se define como aquel sonido no deseado. Es aquella emisión de energíaoriginada por un fenómeno vibratorio que es detectado por el oído y provoca unasensación de molestia. Es un caso particular del sonido.Es la sensación auditiva no deseada correspondiente generalmente a unavariación aleatoria de la presión a lo largo del tiempo. Es un sonido complejo, ypuede ser caracterizado por la frecuencia de los sonidos puros que lo componeny por la amplitud de la presión acústica correspondiente a cada una de esasfrecuencias.El espectro de frecuencias de un ruido varía aleatoriamente a lo largo del tiempo,a diferencia de otros sonidos complejos, como los acordes musicales, quesiguen una ley de variación precisa. Regularidad y periodicidad.Existen multitud de variables que permiten diferenciar unos ruidos de otros: sucomposición en frecuencias, su intensidad, su variación temporal, su cadencia yritmo, etc. 25
  26. 26. UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido. 11. Ruido acústico: A una señal completamente aleatoria, en la que frecuencia, amplitud y fase tienen la misma probabilidad y varían constantemente sin criterio de periodicidad pautado, se le denomina ruido blanco. El espectro de señal de un ruido blanco es plano y se extiende sobre toda la banda de audiofrecuencias. Es un ruído patrón que se caracteriza por un aumento de 3db en el nivel de presión sonora cada vez que aumentamos una banda de octava. Otro tipo de ruido patrón es el ruido rosa. Se caracteriza por tener el mismo nivel sonoro constante en todas las octavas. UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDO 3. Cualidades del sonido.- Cuando se estudian los sonidos audibles, los fisiólogos usan los términos, fuerza (sonoridad), tono y calidad (timbre) para describir las sensaciones producidas. Por desgracia, estos términos representan magnitudes sensoriales y por lo tanto subjetivas.- Lo que es volumen fuerte para una persona es moderado para otra. Lo que alguien percibe como calidad, otro lo considera inferior.- Los físicos deben trabajar con definiciones explícitas medibles. Por lo tanto, el físico intenta correlacionar los efectos sensoriales con las propiedades físicas de las ondas. Estas correlaciones se resumen en:A. Intensidad (sonoridad o fuerza): Es la cualidad por la que se percibe un sonido con mayor o menor fuerza. Se mide mediante la intensidad (nivel) y depende de la amplitud de la onda sonora y la distancia al foco emisor. Recordar: La intensidad acústica es una magnitud que da idea de la cantidad de energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda. La intensidad depende de la distancia (como la presión), pero también de la sensibilidad del oído (sonoridad). La sonoridad es un concepto subjetivo, mientras que la intensidad es una magnitud objetiva. 26
  27. 27. UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDO3. Cualidades del sonido. B. Tono: Es la cualidad que depende de la frecuencia, y hace que el sonido se perciba como más grave o más agudo. Por tanto, asociada a la frecuencia. Normalmente cuando se aumenta la frecuencia de un sonido, su altura también sube, sin embargo esto no se da de forma lineal, o sea, no se corresponde la subida del valor de la frecuencia con la percepción de la subida de tono. La valoración subjetiva del tono se ve condicionada no solo por el aumento de la frecuencia (y su valor) si no también por la intensidad. Para frecuencias inferiores a 1.000 Hz (incluida esta), si se aumenta la intensidad el tono disminuye, entre 1.000 Hz y 5.000 Hz el tono es prácticamente independiente de la intensidad que tenga, por encima de 5.000 Hz el tono aumenta si aumenta la intensidad.UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDO3. Cualidades del sonido. C. Timbre: -- El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes fuentes o instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. -Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo. El timbre está relacionado con la complejidad de las ondas sonoras que llegan al oído. Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones o generadores de frecuencias generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una sola onda armónica. - Los instrumentos musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas. -De forma sencilla: el timbre lo forma la frecuencia fundamental del instrumento + composición armónica. - Debido a la analogía existente entre el mundo de la luz y el del sonido, al timbre se le denomina también color del sonido. 27
  28. 28. UT 7 : PRINCIPIOS BÁSICOS DE SONIDOUT 1 : ACÚSTICAVibración• En este movimiento, existe una fuerza, llamada recuperadora,que actúa sobre la partícula o el sistema, tratando de llevarlo asu posición de equilibrio cuando éste se separa de ella. 28
  29. 29. UT 1 : ACÚSTICA OndaPropiedades físicas básicas de una onda- Velocidad de propagación (m/s): Depende del tipo de onda ydel medio de propagación- Energía (J), potencia (w=J/s) e intensidad (w/m2),transportadas. Suelen ir disminuyendo con el avance de laonda- Contenido en frecuencia UT 1 : ACÚSTICAAcústica Física-Trata la producción y propagación del sonido a través de medios sólidoso líquidos.- Estudia el sonido como una onda y su interacción con los medios.Acústica Fisiológica- Estudia la fenomenología asociada a los procesos de audición yfonación (Oído humano, cuerdas vocales, características de la voz…)OtrosPsicoacústica: Reacciones del hombre a estímulos sonorosElectroacústica: Todo lo relacionado con transductoresA. Arquitectónica: Procesos acústicos en recintos (absorción, aislamiento, etc.) 29
  30. 30. UT 1 : ACÚSTICA Presión sonora La presión sonora nos informa de cómo cambia la presión al pasar la onda, respecto de la que había antes de pasar (su valor es muy pequeño, respecto de las presiones habituales). UT 1 : ACÚSTICA 2. Característica de una onda de sonido.ARMÓNICOSLa mayoría de los sonidos reales. Combinaciones de distintos modelos vibratorios.Cuanto más compleja una onda, más tiende a parecerse al ruido.Importante: Sonidos con un tono definido son representativos, es decir: la forma deonda (NO importa lo compleja que sea) repite su patrón a través de intervalosregulares y de la misma manera.Estas ondas pueden descomponerse en distintos componentes ARMÓNICOS Análisis de Fourier Análisis espectralTODAS LAS ONDAS: Frecuencia fundamental (de la oscilación) + componentesadicionales.Los A. son componentes de la frecuencia de un sonido situados a múltiplosenteros a la frecuencia fundamental. (100hz, 200hz, 300hz, etc.)Pueden existir sobretonos no relacionados directamente con la frecuenciafundamental mediante múltiplo entero. (sobretonos o parciales inarmónicos). Ensonidos complejos suelen aparecer. No en m.a.s. Muchos modos periódicos.Razón: las fuentes son capaces de vibrar de diferentes modos. 30
  31. 31. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: EN FASEUT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: OPOSICIÓN DE FASE. 31
  32. 32. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase:UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: 32
  33. 33. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase:UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase: 33
  34. 34. UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido.9. Fase:UT 1 : ACÚSTICA2. Característica de una onda de sonido. 34

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