Sonido y Luz

• El sonido es tridimensional y se propaga en todas direcciones.

• Es una onda longitudinal (las partículas vibran en la misma dirección en la que se propaga la onda) y mecánica (necesita un medio material para propagarse).

Clasificación de Sonidos según su Frecuencia

• Infrasonido: Sonidos graves con frecuencias menores a 20 Hz.
• Ultrasonido: Sonidos agudos con frecuencias mayores a 20,000 Hz.

Características del Sonido

Volumen e Intensidad

Están relacionados con la energía que transporta la onda sonora, y por lo tanto, con la amplitud de la onda.

Tono o Altura

Está relacionado con la frecuencia sonora:

• Frecuencias bajas (vibraciones lentas) producen sonidos graves.
• Frecuencias altas (vibraciones rápidas) producen sonidos agudos.

Intensidad y Distancia

La intensidad del sonido disminuye con la distancia de la fuente sonora.

• Sonido grave: menos ondas en una distancia determinada.
• Sonido agudo: más ondas en una distancia determinada.

Dos Sonidos con Igual Intensidad pero Diferente Tono

• + frecuencia = sonido más agudo.
• – frecuencia = sonido más grave.
• Los sonidos graves viajan más lejos.

Timbre

Permite diferenciar entre dos sonidos de igual tono e intensidad emitidos por dos fuentes sonoras diferentes, por ejemplo, un violín y una guitarra.

El timbre depende de las características constructivas del cuerpo que emite el sonido.

Fenómenos Ondulatorios y Sonido

Reflexión

El sonido puede alejarse o rebotar al incidir sobre una superficie. A la reflexión de una onda sonora solemos llamarla «eco».

Esto se produce cuando el sonido emitido por una persona u objeto rebota sobre una superficie, volviendo al emisor. Para que el eco se escuche claramente, el emisor debe estar ubicado al menos a 17 metros de la superficie reflectora.

• Una reflexión a menos de 17 metros se llama reverberación. El cerebro solo alcanza a escuchar parte del sonido.
• Algunos animales utilizan la ecolocalización.

Refracción

Cuando el sonido pasa de un medio a otro de distinta densidad, cambia su dirección de propagación. Este fenómeno se conoce como refracción del sonido.

La desviación del sonido se relaciona con un cambio en su rapidez de propagación al ingresar a un medio distinto. Por ejemplo, el sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío, por lo que tiende a «curvarse» en la atmósfera.

• El sonido viaja más rápido en un aire más caliente.
• Este fenómeno, que se da cuando el sonido se curva hacia el aire frío, solo se aprecia en lugares grandes.

Difracción

Cuando el sonido se encuentra con objetos en su camino, es capaz de rodearlos para continuar su propagación. A este fenómeno se le denomina difracción del sonido.

Transmisión

El sonido, como toda onda, puede propagarse por un medio o viajar por distintos medios gracias a su capacidad de transmisión. Al transmitirse de un medio a otro distinto, cambia la velocidad y la longitud de onda, pero la frecuencia de la onda sonora permanece constante.

• En general, el sonido viaja más rápido en medios más densos.
• En el aire, el sonido viaja más rápido a mayor temperatura.

Fenómenos Ondulatorios y Sonido (continuación)

Resonancia

Es la vibración o el aumento en la amplitud de vibración que experimenta un cuerpo cuando se ve afectado por otra vibración o sonido de su misma frecuencia.

• La resonancia produce un aumento de la intensidad de los sonidos.
• Los instrumentos musicales como las guitarras poseen «cajas de resonancia» para obtener mayor volumen.
• Nuestro pecho, garganta y cavidades buconasales son «cajas de resonancia» naturales.
• Una onda amplifica a otra onda.

Interferencia

Se produce entre ondas de la misma naturaleza y del mismo tipo.

Tres Casos de Interferencia

• Interferencia (distinta frecuencia): No se escucha bien, se percibe una mezcla de las dos interferencias.
• Interferencia constructiva (misma frecuencia): La onda resultante es más grande (por ejemplo, cuando se grita «gol»). Las ondas están sincronizadas.
• Interferencia destructiva (misma frecuencia, en fase): Se elimina la amplitud.

Los sonidos se pueden interferir, modificándose la amplitud de la onda sonora resultante.

• En el caso de un estadio o un coro, las voces se suman, interfiriéndose «constructivamente».
• Un caso interesante de interferencia destructiva es la «cancelación activa de ruido», mediante la generación de un sonido de frecuencia específica para producir silencio, como en los audífonos del piloto de un avión.

Efecto Doppler

Es una «ilusión acústica» que consiste en el cambio aparente en la frecuencia de un sonido que un observador percibe cuando existe movimiento relativo entre él y la fuente sonora.

Transmisión del Sonido en una Cuerda Vibrante

La velocidad del sonido en una cuerda vibrante depende de la tensión en la cuerda (T) y de su masa (m) por unidad de longitud (L).

V = √(T x L / m)

• T: tensión de la cuerda
• L: unidad de longitud
• M: masa

Absorción del Sonido

Es la capacidad que poseen algunos materiales para absorber ondas de sonido.

• Mientras mayor capacidad de absorber sonido tiene un material, menor es su capacidad para reflejarlo.
• Un material es mejor absorbente mientras menos denso y más blando sea, como alfombras, cortinas y espumas.
• Los sonidos más agudos son absorbidos con mayor facilidad que los graves.
• Mientras menos elástico es el material, más absorbe el sonido.

Cámara Anecoica

Es una sala especialmente diseñada para absorber el sonido que incide sobre las paredes, el suelo y el techo, anulando los efectos de eco y reverberación. Las salas de grabación y los cines son ejemplos de cámaras anecoicas.