Download Aguiar - Cejas

Guía de Física:
Introducción al Sonido
Integrantes: Aguiar Cau Lourdes
Cejas Andrea
Profesor: Kabusch Andrés
AGUIAR CAU Y CEJAS
Página 1
El sonido: definición y parámetros
Una onda es una vibración que se transmite a través del espacio y el tiempo,
transmitiendo energía. El sonido es un tipo de onda: mecánica, es decir no puede viajar
en el vacío sino que precisa de un medio material para propagarse; y longitudinal, la
vibración (emisión) que genera la onda tiene la misma dirección que la onda. Así, el sonido
se transmite a través de medios materiales, sólidos, líquidos o gaseosos pero nunca a
través del vacío.
Otra definición: El sonido (que escuchamos) es la sensación de presión producida en el
oído por un conjunto de vibraciones que se propagan en un medio elástico.
¡A tener en cuenta!



Precisa de una fuente vibratoria que incide sobre el medio elástico, este medio
transmite la onda y el sonido llega al receptor (oído o sensor). ¿Por qué? Un cuerpo al
vibrar imprime un movimiento de vaivén (oscilación) a las moléculas del aire que lo
rodea, haciendo que la presión del aire se eleve y descienda alternativamente. Estos
cambios de presión se transmiten por colisión entre las moléculas de aire y la onda
sonora, que es capaz de desplazarse hacia nuestros oídos. Las partes de la onda en que
la presión aumenta, se llaman compresiones, y aquellas en que la presión disminuye,
se llaman expansiones.
La frecuencia de la onda que se emite = a la frecuencia de la onda que se reciba.
El sonido se produce cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre
20 y 20000 Hz y existe un medio material en el que pueda propagarse.
Intensidad: Es la mayor o menor amplitud de una vibración. Corresponde con el volumen
y es un aumento o disminución de la fuerza realizable con un timbre vocal o instrumental.
Tono: El que un sonido sea más grave o más agudo
depende de la frecuencia de vibración de ese sonido.
La característica de agudo o grave de un sonido se
llama “Tono”. Un sonido de tono grave es producido
por una vibración de baja frecuencia; en cambio, un
sonido de tono agudo es producido por una vibración
de alta frecuencia.
Los sonidos graves se transmiten con mayor eficiencia
que los agudos, pues, los agudos se disipan
rápidamente con la distancia.
AGUIAR CAU Y CEJAS
Página 2
Timbre: El timbre es la característica de un sonido
que nos permite diferenciar un sonido de las
mismas
características emitido por dos
instrumentos distintos. Se suele entender el timbre
como la textura de un sonido, como se observa en
la imagen.
En resumen…
NOMBRE
INTENSIDAD
TONO
TIMBRE
AGUIAR CAU Y CEJAS
CONCEPTO
RELACIÓN CON LA
ONDA PORTADORA
Potencia (energía/ Amplitud (más alta,
tiempo) transmitida más intensidad)
por la onda en un
área determinada.
Intensidad=
Energía/tiempo.área
(área y tiempo
inversos
a
la
intensidad)
Propiedad
del Frecuencia
sonido
que +frec= +aguda
determina si es -frec = +grave
grave o agudo.
Característica de un Forma de la onda.
sonido que permite
diferenciar el mismo
sonido emitido por
diferentes
instrumentos.
“Textura”
del
sonido,
“Calidad”
del sonido.
OTRAS CUESTIONES
IMPORTANTES
En
términos
coloquiales,
la
intensidad es el
volumen.
Se
mide
en
Decibeles
(Db).
Entre 1y 80/90.
Caracteriza al sonido
por su NOTA.
Rango audible, 20 a
20000
Hz
(ULTRASONIDO,
arriba de 20000)
Depende de:
1) La elasticidad del
material.
2) Distribución de
la masa.
3) Forma en que el
instrumento es
perturbado.
Página 3
Interferencias de las ondas
Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas, en el
mismo espacio y tiempo. La interferencia afecta directamente y únicamente la intensidad
del sonido. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de
la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:
 Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases,
obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.
 Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante
de menor amplitud que las ondas iniciales.
El efecto Doppler
El efecto Doppler consiste en una variación de la frecuencia y la longitud de onda
recibidas respecto de la frecuencia y la longitud de onda emitidas, que es causada por el
movimiento relativo entre el foco emisor de las ondas y el receptor.
¡Con nuestras palabras! Un objeto emite ondas. Cuando este se encuentre en
movimiento, acercándose hacia el receptor, éste percibirá que el sonido emitido es más
agudo debido a que las ondas se irán “acumulando”.
Añadimos un video explicativo, que deja más que claro cómo se desarrolla el efecto
Doppler: https://www.youtube.com/watch?v=UEBNJqUW5Ok
La velocidad del sonido
La velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas mecánicas
longitudinales, producidas por variaciones de presión del medio. La velocidad de
propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se
realiza dicha propagación:

En los sólidos se transmiten más rápido, porque son más rígidos, vibran menos.

En los gases se transmiten más lento, porque son más elásticos.
Así, cada material tiene una velocidad propia. Tenemos que tener en cuenta, que la
velocidad es inversamente proporcional a la calidad: en los sólidos es mayor la velocidad
de transmisión pero es baja su calidad.
AGUIAR CAU Y CEJAS
Página 4
Reflexión, absorción y refracción
Reflexión se refiere al fenómeno por el cual una onda se absorbe o regresa.
Una onda se refleja (rebota al medio del cual proviene) cuando se encuentra con un
obstáculo que no puede traspasar ni rodear.
El "eco" es un sonido reflejado, el cual para que sea posible escucharlo, se necesita
que la fuente sonora se encuentre por lo menos a 17 metros de distancia respecto de un
obstáculo donde la onda ha de rebotar.
La refracción es un fenómeno que afecta a
la propagación del sonido, y que consiste en la
desviación que sufren las ondas en la dirección de
su propagación, cuando el sonido pasa de un medio a
otro distinto. La refracción se debe a que al cambiar de
medio, cambia la velocidad de propagación del sonido.
La absorción es lo que absorbe a la propagación del sonido. Cuando una onda
sonora alcanza una superficie, la mayor parte de su energía es reflejada, pero un
porcentaje de ésta es absorbido por el nuevo medio. Todos los medios absorben un
porcentaje de sonido que propagan.
AGUIAR CAU Y CEJAS
Página 5
Resonancia acústica, frecuencias naturales y reverberancia
El término resonancia se refiere a la capacidad de vibrar que tiene un objeto; es la
manera en la que la onda, audible o no, hace que las cosas vibren en mayor proporción de
lo normal.
Todos los cuerpos o materias físicas tienen lo que se denomina frecuencia natural de
resonancia, que es única para cada cuerpo.
El ejemplo más conocido de resonancia es el de romper una copa con la voz. Una
persona que haga coincidir una nota musical con la frecuencia de resonancia del cristal,
logrará que la copa se rompa.
La reverberancia es un fenómeno derivado de la reflexión del sonido dentro de un
espacio cerrado. Consiste en una ligera prolongación del sonido una vez que se ha
extinguido el de la fuente original. Esta prolongación se debe a las ondas reflejadas por las
diferentes superficies del espacio. Con lo que podemos entender que si modificamos las
superficies del local, la reverberancia se ve afectada: al colgar una cortina hace que la
habitación sea menos ruidosa, ya que el sonido queda absorbido por estos nuevos
materiales.
Funcionamiento del oído
El oído es un conjunto de órganos cuyas funciones principales son dotar
de equilibrio y audición al cuerpo de los humanos o animales.
El aparato auditivo puede dividirse en tres partes: oído externo, oído medio y oído
interno.
El oído externo comprende la oreja, una membrana compuesta por un esqueleto
fibrocartilaginoso, cuya función es colectar cualquier tipo de sonido, reflejarlo y dirigirlo al
conducto auditivo externo, el cual termina en la pared de la caja timpánica.
El oído medio comprende el tímpano. La pared externa del tímpano está formada
por la membrana timpánica, constituida por fibras circulares y radiadas; ésta es el
elemento vibrátil que recibe el sonido.
En su interior, la membrana basilar cumple la función de detectar los tonos. El
extremo de esta membrana más cercano al tímpano resuena cerca de 20kHz; el más
alejado resuena a 20Hz (de allí el rango de frecuencias audibles).
El nervio auditivo posee sensores de presión y traduce los cambios de presión de
las oscilaciones en pulsos eléctricos que son enviados al cerebro, donde se procesan para
convertirse en la sensación que denominamos sensación auditiva.
AGUIAR CAU Y CEJAS
Página 6
Y para concluir…
Encontramos un sitio que trabaja con la mayoría de los ejes trabajados a lo largo de la
guía, que creímos pertinente colocar a modo de resumen o agregado. Aquí va:
http://micursofisica.blogspot.com.ar/p/sonido-transmision-deteccion-y.html
Bibliografía
-
Definición de Sonido: Carpeta de la asignatura Física y Astronomía.
-
Parámetros. (No registramos)
-
Interferencia de una onda. Extraído de:
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica/4quincena11/4q11_conte
nidos_2d.htm
-
Efecto Doppler. Extraído de:
http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Ondas/Ondas13.htm
-
Velocidad del sonido. (No registramos)
-
Reflexión, absorción y refracción. Extraído de:
http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_%28sonido%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3n_%28sonido%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_%28sonido%29
-
Resonancia acústica, frecuencias naturales y reverberancia. Extraído de:
http://www.acusticaweb.com/teoria-acustica/blog/teoracca/resonancia-y-reverberaci.html
-
Funcionamiento del ojo humano. Extraído de:
http://fisicaartistico.blogspot.com.ar/2012/08/percepcion-de-sonidos-el-oido-humano.html
AGUIAR CAU Y CEJAS
Página 7