M RT v ·γ =

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EL SONIDO
El sonido es una onda material que se produce como consecuencia de la vibración en la
fuente sonora. Puede ser la vibración de un diapasón o de nuestras cuerdas vocales. Esta
vibración se transmite a las partículas próximas a la fuente que también oscilan y transmiten
esta energía a las partículas más próximas que se ponen a vibrar.
Así pues se originan en el medio material en que se transmite unas zonas de presiones mas
altas (compresión) y otras de presiones más bajas (enrarecimiento) que se propagan en todas
las direcciones del medio formando frentes de onda esféricos.
Estos cambios de presión en el medio se producen tan rápido que no existe intercambio de
calor (es decir el proceso es adiabático con lo que la velocidad de propagación en un gas será:
v=
γ · RT
M
siendo γ el coeficiente de compresión adiabático del gas correspondiente, R la constante de los
gases (8,314 J/Kmol) T la temperatura y M la masa molecular del gas.
Si el sonido se propaga en un sólido la velocidad de propagación será:
v=
J
ρ
siendo J el
módulo de Young y ρ la densidad del sólido.
Si se trata de la propagación en un líquido:
v=
Q
ρ
donde Q es el módulo de compresibilidad
del líquido que mide lo mismo que J en el caso anterior su respuesta a la acción de una fuerza
2
sobre él. Su unidad es N/m
La velocidad del sonido es mayor en los sólidos y en los líquidos que en los gases y en estos
últimos depende mucho del valor de las condiciones en que se encuentre el gas (presión y
temperatura)
EL SONIDO COMO ONDA (propiedades)
El sonido es una onda por lo que posee propiedades
características de las ondas.
Sufre la reflexión lo que provoca efectos como el eco que
se trata de la percepción por el oído de un sonido
reflejado que ha sido emitido por el propio receptor (dado
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Sonido _ 2 de 3
que la diferencia temporal mínima entre dos sonidos para ser percibidos como tales y no
confundidos en un solo sonido es de 0,1 segundos la distancia mínima al objeto que refleja el
sonido ha de ser de 17 metros)
La reverberación se produce cuando el sonido original
y los reflejados por distintas paredes que están a
menos de 17 m del foco emisor por lo que se perciben
ambos confundidos y mezclados provocando un efecto
molesto de prolongación de los sonidos.
La refracción del sonido se produce cuando el sonido
pasa de unas capas de aire más calientes a otras más
frías o con más humedad. Sin embargo no se produce
en el paso del aire al agua puesto que lo que se da en ese caso es la reflexión de la onda
sonora.
Un sonido también experimenta la difracción, esta es la explicación por la que el receptor
colocado tras una pantalla puede percibir el sonido que se produce al otro lado de ella.
La interferencia de sonidos se produce de la misma forma que entre dos ondas cualesquiera
pudiendo ser en cada punto constructiva o destructiva.
Sin embargo puesto que es una onda longitudinal no puede estar polarizado puesto que la
polarización solamente se da en ondas transversales.
EL SONIDO COMO ONDA (propiedades)
Audición
El sonido se propaga por el aire en ondas de frente
esférico que transmiten las variaciones de presión del
aire al tímpano (membrana que separa el oido externo
del oido medio), éste comienza a vibrar y transmite
esta perturbación a la cadena de huesecillos que a su
vez hacen de puente para la transmisión al oido interno donde las terminaciones nerviosas del
nervio auditivo comunican una señal que el cerebro decodifica como sonido.
Las ondas sonoras deben estar entre los límites de audición correspondientes a frecuencias
entre 20 y 20000 Hz fuera de este rango de frecuencias no percibimos los sonidos. Las de
menor frecuencia son los infrasonidos y las de mayor frecuencia se llaman ultrasonidos.
Cualidades del sonido:
Intesidad o volumen depende de la amplitud del movimiento vibratorio. Esta característica del
sonido nos permite distinguir entre sonidos fuertes o débiles.
Sonoridad se relaciona con la intensidad y como ésta disminuye con la distancia. Se toma
como unidad para medir el nivel subjetivo de sonoridad el fonio o fon. Esta unidad está definida
como la sonoridad de un sonido senoidal de 1000 Hz con un nivel de presión sonora
(intensidad) de 0 dB. Así, 0 dB es igual a 0 fon y 120 dB es igual a 120 fon. Eso siempre para
sonidos sinusoidales con frecuencias de 1000 Hz.
El umbral de audición corresponde (para una frecuencia aproximada de 1000 Hz) a una
-12
2
2
intensidad (I0) de 10 w/m mientras que para una intensidad de 1 w/m llegamos al umbral de
dolor.
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Se establece la escala en decibelios (dB) para medir las intensidades sonoras. Se trata de una
escala relativa en la que se define el nivel de intensidad de sonido β de la siguiente forma:
β = 10 log ( I / I0 )
Como se puede deducir los valores de la intensidad sonora serán: en el umbral de dolor 120 dB
y en el umbral de audición 0 dB.
Tono se relaciona con la frecuencia, según el tono se distinguen sonidos agudos y graves.
Los sonidos mas graves tienen bajas frecuencias, están comprendidas entre los 20 y 300 Hz,
medias de 300 a 5000 Hz y agudos entre 5000 y 20000 Hz aproximadamente.
Timbre permite distinguir entre dos notas iguales emitidas por instrumentos distintos. Depende
de lasfrecuencias múltiplos o armónicos que acompañan una frecuencia fundamental.
Esta cualidad del sonido nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y tono. La
nota LA de la 5ª Octava tiene una frecuencia de 440 Hz en cualquier instrumento y sin embargo
suena diferente en un piano o en un violín.
En realidad los sonidos son complejos, es decir, contienen muchos armónicos, se pueden
determinar mediante cálculos matemáticos (análisis de Fourier) y análisis espectográficos.
EFECTO DOPPLER.
Se ha estudiado en forma general en la parte correspondiente a ondas. Es muy fácil observar
este fenómeno en el caso del sonido.
Cuando escuchamos el ruido de la sirena de una fábrica desde dentro de un vehículo en el que
nos movemos, parece que el sonido no es igual cuando nos acercamos hacia ella que cuando
nos alejamos de ella y de hecho tampoco parecerá igual cuando lo oigamos estando nosotros
parados.
De igual forma estando al borde de una carretera no percibimos de la misma forma el ruido del
motor de un coche cuando se acerca o se aleja de nosotros.
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