7. Cualidades del sonido y de la luz.
Las ondas sonoras y luminosas raramente son armónicas. Tan solo los colores puros, o el sonido de un diapasón lo son. Normalmente su forma se aleja bastante de la función seno. Existe un teorema matemático llamado el Teorema de Fourier, que demuestra que sea cual sea la forma de una onda periódica se puede descomponer en suma de funciones seno.
El timbre de un sonido depende de la forma de la onda. Esto nos permite distinguir dos sonidos (por ejemplo dos voces de hombre) aunque tengan la frecuencia similar. Los diferentes instrumentos musicales proporcionan sonidos de timbre diferente.
El matiz de un color también depende de la forma de la onda luminosa. Sumando las luces de colores puros podemos obtener cualquier color. Así se puede obtener un azul verdoso o un marrón.
9: Cualidades del sonido y de la luz.
Vamos a resumir ahora algunas ideas que hemos venido estudiando referidas a las ondas de luz y sonoras.
La Intensidad del sonido y de la luz depende de la amplitud de las oscilaciones. En el caso de la luz del campo eléctrico y magnético y en el del sonido de las partículas del medio por el que pasa. De forma general se mide como sabemos en w/m2 . Se utilizan unidades especiales que en el caso de la luz es el lux, y en el del sonido el decibelio.
El tono del sonido depende de la frecuencia de las oscilaciones. Los sonidos pueden ser graves (baja frecuencia) o agudos (alta frecuencia). El oído humano es capaz de oír sonidos comprendidos entre 20Hz y 20000Hz. Con la edad se suele perder sensibilidad a los sonidos agudos. Algunos seres vivos son capaces de detectar sonidos de frecuencias mucho mayores. Estos sonidos de frecuencia alta se denominan ultrasonidos y tienen muchas aplicaciones que se derivan básicamente de su direccionalidad. Los sonidos de baja frecuencia (por debajo de 20Hz) se denominan infrasonidos y también son detectados por algunos seres vivos sobre todo mamíferos marinos.
El color de la luz depende de la frecuencia de las oscilaciones. La frecuencia de la luz visible está comprendida entre 10 14 Hz del color rojo y 10 15 Hz del violeta pasando por los naranjas, amarillos, verdes y azules. De menor frecuencia que la luz visible están las ondas de radio, TV, teléfono e infrarrojos. Mayor frecuencia tienen la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos γ. Estas ondas debido a su gran frecuencia pueden ser muy peligrosas.
Internet:
Usa el sintetizador de Fourier para crear ondas (sonidos) de timbres diferentes.
http://www.enciga.org/taylor/oscil/piano.html
http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/op_applet_11.htm
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/el_sonido/armonicasplanas.htm?2&0
Cuestión:
En la figura se han representado las ondas eléctricas producidas en un micrófono por dos sonidos.
Indicar en que cualidades se diferenciarán los dos sonidos.
Los dos sonidos tendrán el mismo tono ya que su frecuencia es la misma.
El sonido de arriba tiene menor amplitud por lo que se oirá con menos intensidad.
La forma de las ondas es diferente por lo que podremos distinguirlos por el timbre.