En el diccionario, Sonido
significa: "Sensación o impresión producida en el oído por un conjunto de
vibraciones que se propagan por un medio elástico, como el aire"
El sonido en un tipo de
onda que se propaga (viaja) en un medio material.
Los fenómenos sonoros están
relacionados con las vibraciones de los cuerpos materiales.
El sonido es una onda
longitudinal que se propaga en un medio material (sólido, líquido o
gaseoso), y cuya frecuencia está comprendida entre los 20 y 20.000
Hertz aproximadamente.
Solo se produce sonido
cuando un cuerpo vibra muy rápidamente.
La vibración del elástico
produce un sonido
La frecuencia es
el número de vibraciones u oscilaciones completas que se efectúan en 1 segundo.
Se producen sonidos
audibles cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000
Hz (Hercio, unidad de medida para la frecuencia).
Esto se puede entender
mejor al recordar que una persona habla al emitir un sonido
producido por las vibraciones de sus cuerdas vocales; que al tocar un
tambor, un pedazo de madera o uno de metal vibra y emite sonidos; que las
cuerdas de un piano o un violín son sonoras porque se encuentran en vibración,
etc.
Todos los cuerpos que se
mencionaron anteriormente, son fuentes de sonido, que al vibrar,
producen ondas que se propagan en un medio material (sólido, líquido
o gaseoso), situado entre ellas y el oído.
El sonido se
transmite a través de medios materiales, sólidos, líquidos o gaseosos pero
nunca a través del vacío.
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.
El sonido es
una onda. Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. En
una onda se propaga energía, no materia.
El sonido
se propaga en el aire a una velocidad de 340 m/s a temperatura normal
(aproximadamente a 20º).
Para que el sonido pueda
llegar a nuestros oídos necesita un espacio o medio de propagación, este
normalmente suele ser elaire la velocidad de propagación del sonido en el
aire es de unos 334 m/s y a 0º es de 331,6 m/s.
La velocidad de propagación
es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta y es alrededor de
12 m/s mayor a 20º.
El sonido se propaga a
diferentes velocidades en medios de distinta densidad. En general, se propaga a
mayor velocidad en líquidos y sólidos que en gases (como el aire). La
velocidad de propagación del sonido es, por ejemplo, de unos 1.509,7 m/s en el
agua y de unos 5.930 m/s en el acero Un cuerpo en oscilación pone en
movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez,
transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente.
Cada molécula de aire entra
en oscilación en torno a su punto de reposo. Es decir, el desplazamiento que
sufre cada molécula es pequeño. Pero el movimiento se propaga a través del
medio. Entre la fuente sonora (el cuerpo en oscilación) y el receptor (el ser
humano) tenemos entonces una transmisión de energía pero no un traslado de
materia.
No son las moléculas de aire
que rodean al cuerpo en oscilación las que hacen entrar en movimiento al
tímpano, sino las que están junto al mismo, que fueron puestas en movimiento a
medida que la onda se fue propagando en el medio.
El (pequeño) desplazamiento
(oscilatorio) que sufren las distintas moléculas de aire genera zonas en las
que hay una mayor concentración de moléculas (mayor densidad), zonas de
condensación, y zonas en las que hay una menor concentración de moléculas
(menor densidad), zonas de rarefacción. Esas zonas de mayor o menor densidad
generan una variación alterna en la presión estática del aire (la presión del
aire en ausencia de sonido). Es lo que se conoce como presión sonora.
El sonido es una onda
mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico. El sonido
no se propaga en el vacío.
La
reverberancia o reverberación, consiste en la persistencia del sonido después
de que deja de ser emitido, debido fundamentalmente a reflexiones múltiples.
Esto es lo que ocurre en algunos gimnasios o salas con “mala acústica”, que en
algunos casos debido a paredes demasiado reflectantes o bien las dimensiones o
geometría de la sala, hace que se produzca este fenómeno. Una forma efectiva de
disminuir este efecto consiste en cubrir las paredes con cortinas o tapizados
de telas.
Pulsaciones: Este fenómeno también se denomina batimientos, y consiste en
súbitas alteraciones en la amplitud del sonido que resulta de la superposición
de dos sonidos de igual timbre y similar amplitud, y cuyas frecuencias son muy
cercanas (pero no iguales). En tal caso al superponerse ambos sonidos se
percibirán de manera periódica aumentos en la amplitud (o zumbidos), los que se
denominan pulsaciones o batimientos.
Efecto
Doppler: Cuando una fuente emisora de sonido se mueve respecto de nosotros
(ambulancia tocando la sirena, automóvil o tren) percibimos una frecuencia más
alta (agudo) cuando se aproxima a nosotros y más baja (grave) cuando se aleja.
Esto es lo que denominamos efecto Doppler, en honor a su descubridor, Christian
Doppler (1803 – 1853 El efecto Doppler no solo ocurre con el sonido, sino
también con cualquier tipo de onda, incluso con la luz. De hecho, es gracias a
él que los astrónomos pueden medir la velocidad con que se acercan o alejan
estrellas y galaxias y es por ello hoy sabemos que el universo se expande. Cuando
se produce el efecto Doppler, lo que percibimos es una variación en la
frecuencia del sonido, pero esto sólo es una percepción auditiva ya que el
sonido producido no cambia de frecuencia
por el hecho que la fuente sonora se ponga en movimiento. Del mismo modo, como
el sonido no cambia de medio de propagación, su velocidad permanece constante
aunque la fuente sonora se mueva.
Resonancia: Si enfrentas las cavidades de dos guitarras bien afinadas podrás constatar
visual y auditivamente que al hacer vibrar una cuerda cualquiera en una de
ellas, en la otra empezará a vibrar la misma cuerda.
Este
es un ejemplo de lo que denominamos resonancia, y quienes interpretan música en
conjuntos instrumentales lo deben haber observado muchas veces. Lo interesante
desde el punto de vista de la física, es que cada objeto posee una frecuencia
natural de vibración. Ahora, si un objeto vibra y cerca de él hay otro que
posee la misma frecuencia natural, también empezará a vibrar. Es muy posible
que esta sea la explicación de varios hechos popularmente conocidos: cantantes
de ópera capaces de romper copas de cristal, la caída de puentes cuando
soldados marchan sobre ellos, edificios que se desmoronan en terremotos y la
caída del famoso puente colgante de Tacoma Narrows en Estados Unidos en 1940.
En Internet puedes ver películas y explicaciones detalladas de este
espectacular hecho. Es importante señalar que es usual que las personas
confundan la resonancia con la vibración forzada, no hay que confundir el
fenómeno de la resonancia con el de las vibraciones forzadas.
Cuando
un cuerpo vibra por resonancia, lo hace con su propia frecuencia natural de
vibración. Sin embargo, existen situaciones en que un cuerpo vibra debido a la
acción de un sonido muy potente, como ocurre cuando los vidrios de nuestras
ventanas vibran al poner la música con mucho “volumen”. En este caso decimos
que se trata de una vibración forzada, ya que los vidrios vibran no con su
frecuencia natural, sino que son forzados a vibrar con la frecuencia del sonido
que al ser tan potente termina “golpeando” la ventana. Lo mismo ocurre cuando
una fuente vibra en contacto son un cuerpo; forzándolo a vibrar con una
frecuencia que no es la natural del cuerpo. Por ejemplo, cuando un celular
vibra sobre la mesa forzando al mueble a hacerlo.
