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Intensidad y timbre
Dos sonidos de la misma frecuencia no siempre son iguales. La intensidad, la duración y, sobre todo, el timbre son los
factores que acaban de definir un sonido.
Intensidad y sonoridad
La potencia acústica de una fuente sonora es la energía que esta fuente emite por unidad de tiempo. La potencia acústica se mide en vatios(W).
La intensidad de una onda sonora es la cantidad de energía que llega a una superficie en una unidad de tiempo.
Ambas dependen de la amplitud de onda.
Potencias máximas de diferentes instrumentos
Violín
Violoncelo
Mínimo 0,0000038 W
Clarinete
0,016 W
Piano
0,05 W
Tuba
Trompeta
0,27 W
0,31 W
Bombo
6W
25 W
dB
125 a 140
La intensidad sonora se puede medir en vatios por metro
2
cuadrado (W/m ).
110 a 125
La intensidad sonora disminuye 6 dB cada vez que
duplicamos la distancia a la fuente.
95 a 110
La sonoridad es la percepción auditiva que tenemos de
la intensidad. Así hablamos de sonidos fuertes y débiles.
Pero es más habitual utilizar el decibelio (dB).
La relación entre estas dos medidas de intensidad es una
relación logarítmica.
A partir de 90 dB entramos en una zona peligrosa para
nuestro oído. Los 130 dB están considerados como el
umbral del dolor. Intensidades más altas son muy
perjudiciales para el oído.
85 a 95
IdB = 10 log (I / I0)
donde
-12
65 a 80
2
I0 = 10 W/m
-12
La relación entre la sonoridad y la intensidad sonora
depende de la frecuencia. El oído es más sensible a
frecuencias entre 1000 y 4000Hz.
2
Se tomó de referencia los 0 dB (10 W/m ) como el umbral
de la audición humana media.
Observemos que la medida en vatios es una medida
absoluta. En cambio, la medida en dB es una medida
relativa.
50 a 55
35 a 50
20 a 35
0 a 20
Timbre
El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir la fuente. A través del timbre podemos diferenciar
dos sonidos de igual frecuencia e intensidad pero emitidos por dos instrumentos musicales diferentes.
Un mismo cuerpo sonoro produce distintos sonidos superpuestos según las condiciones de vibración. El
más grave se llama fundamental y los otros se llaman parciales. El timbre viene determinado por la
intensidad de los diferentes parciales que acompañan la frecuencia fundamental. Se podría decir que
estos parciales, junto con sus amplitudes, son el “ADN” de cada sonido.
Si los parciales tienen frecuencia múltiplo de la fundamental se llaman armónicos y se cumple el Teorema
de Fourier.
En caso contrario, se llaman sobretonos.
El diapasón tiene los sobretonos tan débiles que se puede considerar que emite un sonido puro.
Para estudiar la onda sonora emitida por un instrumento nos podemos fijar en la forma de la propia onda y en el espectro.
El instrumento que nos permite visualizar una onda es el osciloscopio.
El espectro nos da la descomposición del sonido en sonidos puros: aparece el sonido fundamental y todos sus armónicos con la
intensidad de cada uno de ellos.
La onda resultante es la suma de las ondas que producirían cada uno de estos sonidos por separado.
La voz humana es el instrumento con
más flexibilidad armónica. Con una
técnica adecuada se puede cambiar
la amplitud de los diferentes
armónicos.
Voz mujer
La capacidad de modificar la forma
de todas las cavidades de resonancia,
especialmente de la boca, hace que
nuestra voz pueda abarcar un amplio
espectro de frecuencias, intensidades
y timbres.
Voz hombre