Profesora Marta Montero G
EL SONIDO
El sonido se propaga a través de sólidos, líquidos y gases. Esto se debe a que el sonido necesita de un medio material para propagarse.
La mayoría de los sonidos que llegan a nuestros oídos vienen por el aire después de atravesar puertas o paredes, incluso bajo el agua oímos sonidos.
La velocidad del sonido sólo depende del medio de propagación y su valor es constante para cada medio. Con los experimentos realizados para medir la velocidad del sonido en el aire, el agua y algunos cuerpos sólidos se han obtenido los siguientes resultados: en el aire 340 m/s, en el agua 1.400 m/s y en el hierro 5.100 m/s. El sonido se propaga más rápido en los sólidos que en los líquidos y los gases.
Con el sonido se propaga energía, pero no materia. Cuando los sonidos son fuertes, los objetos cercanos a la fuente sonora vibran. Esto quiere decir que con el sonido se propaga energía.
· Todas las observaciones anteriores nos permiten asegurar que el sonido es un caso de movimiento ondulatorio.
· El hecho de que el sonido se propague a través de los gases nos permite descartar la posibilidad de que se propague mediante ondas transversales, por tanto, lo hacen mediante ondas longitudinales.
En resumen, en el proceso de propagación el sonido se comporta como una onda material de tipo longitudinal.
REFLEXIÓN DE LAS ONDAS SONORAS
Las ondas sonoras, al igual que cualquier otro tipo de ondas, cuando encuentran un obstáculo chocan contra él y sigue propagándose en el mismo medio, pero con distinta dirección. Este fenómeno recibe el nombre de reflexión del sonido.
La reflexión del sonido puede comprobarse colocando dentro de una probeta un reloj. Para oír el tic-tac hay que situarse en la dirección del eje de la probeta. Pero, si se pone un libro, como indica la figura 7, el reloj se puede oír en otra dirección distinta, esto prueba que las ondas se han reflejado.
Como consecuencia de la reflexión del sonido se producen dos fenómenos muy conocidos: el eco y la reverberación.
No todos los materiales reflejan el sonido por igual, en general los cuerpos sólidos e incluso los líquidos lo reflejan, pero hay otros materiales que lo reflejan muy mal, es decir, que lo absorben muy bien, como, por ejemplo, la seda, los tapices, el corcho etc. Esta propiedad se utiliza para insonorizar locales donde se producen sonidos de elevada intensidad.
Para que el eco se produzca, el tiempo transcurrido entre la llegada al oído del sonido directo y el reflejado debe ser mayor de 0,1 segundos. Este tiempo es el mínimo necesario para que el oído separe dos sensaciones sonoras. Para que se produzca la reflexión en este intervalo de tiempo, el obstáculo debe estar situado a una distancia igual o superior a 17 metros.
El eco es el fenómeno que ocurre cuando un mismo sonido se percibe más de una vez debido a la reflexión de las ondas sonoras.
Si los sonidos directo y reflejado llegan con un intervalo de tiempo menor de 0,1 segundos, el oído no separa las dos sensaciones y el eco no se produce.
REVERBERACIÓN
Se llama reverberación a la persistencia del sonido después de haber cesado la vibración del foco sonoro.
Cuando se emite un sonido en un local vacío, la onda sonora se refleja en las paredes, techo y suelo del local. Al cabo de poco tiempo, debido a las reflexiones múltiples, la totalidad del espacio se encuentra recorrida por ondas sonoras que se propagan en todas direcciones. La reverberación produce un efecto perjudicial para la buena recepción del sonido
En los locales grandes (teatros, cines, etc.), se evita la reverberación recubriendo las paredes de materiales que en lugar de reflejar el sonido lo absorban, como el corcho, los cortinajes, la madera, etc.
Características del sonido
· Toda la variedad de sonidos que las personas somos capaces de escuchar se deben sólo a diferencias en la amplitud y la frecuencia de las ondas sonoras. Para comprender estas diferencias vamos a describir tres cualidades que caracterizan un sonido: intensidad, tono y timbre.
· La intensidad de un sonido está determinada por la amplitud de la onda sonora, es una medida de la energía que transporta. De acuerdo con la intensidad, los sonidos se pueden clasificar en fuertes y débiles. El oído humano puede distinguir con facilidad los sonidos fuertes de los débiles, pero no percibe sonidos de una intensidad inferior a un valor determinado y, por otro lado, sonidos de intensidad muy alta pueden producir daños en el oído. Se ha establecido una escala con lo que llamamos intensidad fisiológica o sonoridad en función de unos sonidos de referencia (figura 10). La unidad de sonoridad se llama decibelio (dB). Por encima de los 140 dB de amplitud la onda sonora puede causar daños irreversibles en el oído.
· El tono de un sonido depende de su frecuencia. Es la propiedad que nos permite distinguir los sonidos graves de los agudos. Los sonidos graves son de baja frecuencia, y los agudos, de alta frecuencia. El oído humano no percibe como sonidos más que las vibraciones comprendidas entre 20 y 20.000 Hz. Por debajo de 20 Hz se tienen los infrasonidos. No se perciben con el oído, aunque pueden percibirse, por ejemplo, con el tacto. Por encima de 20.000 Hz se tienen los ultrasonidos. Algunos animales perciben ultrasonidos hasta un límite muy superior al del hombre (80.000 en el perro, 120.000 en el murciélago).
· El timbre es la propiedad que permite distinguir la procedencia de los sonidos, aunque posean la misma intensidad y tono. Un oído un poco acostumbrado distingue a la perfección si una determinada nota musical a sido emitida por un violín, un piano o una trompeta.
· Los factores de que depende el timbre de un sonido son más complejos de estudiar. Se puede decir que los sonidos no son tan simples, sino el resultado de la superposición de otros varios, y éstos cambian según el emisor.
Refracción del sonido
Las ondas sonoras se refractan cuando las partes de un frente de onda se desplazan con distinta rapidez. Esto sucede citando hay vientos irregulares o cuando el sonido se propaga en un aire cuya temperatura no es homogénea. Por ejemplo, en un día caliente el aire próximo al suelo puede estar bastante más caliente que el aire está más arriba. Puesto que el sonido se propaga más aprisa en el aire caliente, la rapidez del sonido cerca del suelo aumenta. La refracción no es abrupta sino gradual. Por tanto, las ondas sonoras tienden a desviarse alejándose del suelo caliente y se tiene la sensación de que el sonido no se transmite bien.
Aire Frío: Un día frío o durante la noche, cuando la capa de aire próxima al suelo está más fría que el aire que está más arriba la rapidez del sonido cerca del suelo se reduce. La mayor rapidez de frentes de onda en las capas superiores hace que el sonido se desvié hacia el suelo. En estas condiciones el sonido se puede escuchar a distancias considerablemente mayores.
Refracción del sonido del silbato
Imagínate que te encuentras en un punto a favor del viento respecto al silbato de un árbitro en un partido de fútbol. ¿En que caso suena más fuerte el silbato: cuando la rapidez del viento cerca del suelo es mayor que la rapidez del viento a varios metros arriba del suelo, o cuando es menor?
Escucharás mejor el silbato si la rapidez del viento cerca del suelo es menor que su rapidez a mayor altura. En condiciones el sonido se refracta hacia el suelo. Si la rapidez del viento fuese mayor cerca del suelo, la refracción ocurriría hacia arriba.
