Sonido

Profesor: Rodrigo Flores.

EL SONIDO

Definición: El sonido se produce por la vibración de un medio elástico, que puede ser gaseoso, líquido o sólido Onda mecánica y longitudinal, que se propaga por comprensión de ese medio elástico (variación de presiones).

1) Reflexión sonido

• Es el rebote de una partícula u onda que choca con la separación entre dos medios. Este fenómeno cumple con la Ley de reflexión.

• El eco llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora.

Reflexión – reverberación del sonido

• Se conoce como reverberación al fenómeno que se produce cuando un sonido es reflejado de manera reiterada, y no pueden ser distinguidos por separado, dificultando la audición.

Ley de reflexión

• El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión respecto a la normal.

• Las direcciones de incidencia, reflexión y normal están contenidas en un mismo plano.

2) Refracción o transmisión

• Fenómeno que consiste en el cambio de dirección y velocidad de una onda, cuando esta pasa desde un medio de propagación a otro con distinta densidad o temperatura . Durante este proceso siempre la frecuencia se mantiene constante, no asi la longitud de onda.

• La refracción en el sonido también puede producirse dentro de un mismo medio cuando las características físicas de este no son homogéneas. La frecuencia se mantiene constante.

Ley de refracción

• La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción, es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda en el segundo medio de propagación.

𝑆𝑒𝑛 (𝜃𝑖)

𝑆𝑒𝑛 (𝜃𝑓)= 𝑉1

𝑉2

3) Difracción

• Es un fenómeno que afecta la propagación de la onda, haciendo que esta al pasar por un obstáculo del orden de su longitud de onda, se curve y lo bordee. Se tiene una distorsión mas notoria cuando la abertura es comparativamente mas pequeña respecto de la longitud de onda.

4) Interferencia

• Es la superposición de múltiples ondas sonoras, como por ejemplo la reverberación, que es apreciable por un aumento del sonido cuando la interferencia es constructiva y con zonas de silencio cuando es destructiva.

Tipos de interferencia.

• Constructiva: Cuando dos ondas en fase interfieren, en todos los puntos se genera un refuerzo total de las elongaciones, produciendo una interferencia constructiva.

• Destructiva: Si dos ondas de igual amplitud y están desfasadas exactamente en media longitud de onda, al superponerlas se anularan por completo.

5) Absorción

• Cuando el sonido se encuentra con una superficie dura, se refleja. En cambio cuando lo hace con un material “blando", como una cortina, se absorbe total o parcialmente. Si el sonido tiene una frecuencia alta y el material es “blando", entonces mayor es la absorción. En este proceso, la intensidad de la onda disminuye (energía de la onda)

a) Intensidad del sonido

• Es la característica que permite distinguir si un sonido es fuerte o débil. Esta directamente relacionado con la amplitud, a mayor intensidad o amplitud, mayor energía transportada. Unidad de medida decibeles.

b) Tono o altura

• Permite distinguir cuando un sonido es mas agudo o grave que otro. Tiene relación directa con la frecuencia de la onda sonora: para sonidos agudos, frecuencias altas; para sonidos graves, frecuencias bajas.

c) Timbre

• Permite distinguir entre sonidos de igual intensidad y tono, los que son emitidos por fuentes distintas. Así por ejemplo una nota Do tocada en una flauta dulce suena distinto si es tocada en una guitarra.

d) Velocidad de propagación

• Depende del medio en el cual se propaga el sonido, destacando dos factores: la densidad y temperatura del medio, por lo que cualquier variación de estos factores altera la velocidad de propagación.

Velocidad de propagación

• La velocidad de propagación es independiente de la frecuencia y la amplitud, por lo tanto, en un medio homogéneo con temperatura constante la velocidad de propagación es constante.

• A mayor densidad del medio, mayor es la velocidad de propagación del sonido en ese medio.

• En el caso del aire a partir de los 15ºC, por cada grado que aumenta la temperatura, la velocidad del sonido aumenta en 0,6

𝑚

𝑠, la relación

existente entre la rapidez del sonido v y la temperatura del aire TC en grados Celsius es:

Rango de audibilidad

• El rango de audición humano esta entre 20[Hz] y 20.000[Hz]. Vibraciones inferiores a 20[Hz], llamadas infrasonido, o superiores a 20.000[Hz], llamadas ultrasonido, son imperceptibles para el sistema auditivo humano.

Atenuación

• Disminución de la intensidad del sonido por la distancia, debido a la absorción de la energía que produce el medio de propagación, decreciendo la amplitud y manteniéndose constantes la frecuencia y el período.

Efecto Doppler

• El efecto Doppler establece que cuando la distancia relativa entre la fuente sonora y el observador vara, la frecuencia del sonido percibida por este cambia, es distinta de la frecuencia del sonido emitida por la fuente.

Efecto Doppler

• Si la fuente se acerca al receptor, la frecuencia observada por éste será mayor que la frecuencia emitida.

• Si la fuente se aleja del receptor, la frecuencia observada por éste será menor que la frecuencia emitida.

• fo =frecuencia real; Vs= velocidad del sonido; VR= velocidad del observados; Vf= velocidad del emisor

Resonancia

• Es un refuerzo de la amplitud de vibración por el acoplamiento de otra vibración de frecuencia muy similar. Los cuerpos poseen una frecuencia natural de vibración. El acoplamiento puede llegar a romper la estructura del cuerpo.

Pregunta

• Una ambulancia se mueve con una velocidad de 80 m/s y su sirena emite una frecuencia de 100 Hz, de igual manera en sentido contrario viene un carro a 60 m/s. Calcule la frecuencia cuando los dos autos se están acercando ¿Es mayor o menor?, Calcule la frecuencia cuando se alejan ¿Es mayor o es menor?