Características del sonido

¿Qué es el sonido?

El sonido se considera un tipo de onda mecánica que se propaga únicamente en presencia de un medio material. Un cuerpo al vibrar imprime un movimiento de vaivén (oscilación) a las moléculas de aire que lo rodean, haciendo que la presión del aire se eleve y descienda alternativamente. Estos cambios de presión se trasmiten por el choque entre las moléculas de aire y la onda sonora es capaz de desplazarse hasta nuestros oídos. Las partes de la onda en que la presión aumenta (las moléculas se juntan) se llaman compresiones y aquellas en que la presión disminuye (las moléculas se alejan) se llaman enrarecimientos.



Según la dirección de propagación las ondas se calsifican en dos tipos:

  • Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
  • Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio se mueven (ó vibran) paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Estas ondas se deben a las sucesivas compresiones y enrarecimientos del medio, de este tipo son las ondas sonoras.
En estos links podemos comprender y ver las características de las ondas longitudinales:

http://surendranath.tripod.com/Applets/Waves/Lwave01/Lwave01Applet.html 


Cualidades del sonido

Las cualidades del sonido son las siguientes: intensidad, tono, timbre y duración.

  • La intensidad o el volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y está relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad de tiempo.La intensidad de un sonido depende de la amplitud del movimiento vibratorio de la fuente que lo produce, también depende de la superficie de dicha fuente sonora.La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.

    El nivel de intensidad  se mide en decibelios (dB)

  • El tono es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y está relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Los sonidos graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran frecuencia.
  • El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.
  • Y por último la duración es la prolongación del sonido en el tiempo.



Velocidad de propagación del sonido

La velocidad de propagación de la onda sonora (velocidad del sonido) depende de las características del medio en el que se transmite dicha propagación; presión, temperatura, humedad, entre otros, y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera.

En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos, mayor que en los gases.

Para ver con mayor detenimiento la velocidad en estos tres estados de la materia:

Velocidad del sonido en los líquidos

Velocidad del sonido en los sólidos

Velocidad del sonido en los gases

Por medio de este sencillo aplet podemos calcular la velocidad del sonido en el aire:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/acustica/sonido/sonido.htm#Medida%20de%20la%20velocidad%20del%20sonido


En este viedo se nos explica la forma de calcular la velocidad del sonido por medio de un entretenido experimento:




Ondas estacionarias sonoras

Es la interferencia de dos ondas de igual amplitud, frecuencia y longitud de onda que viajan en la misma dirección y sentido contrario. Es un fenómeno relacionado con la reflexión del sonido. Dependiendo de cómo coincidan las fases de la onda incidente y de la reflejada, se producirán modificaciones del sonido (aumenta la amplitud o disminuye), por lo que el sonido resultante puede resultar desagradable. Cuando la longitud de la onda estacionaria es igual a una de las dimensiones de una sala (largo, alto o ancho), se dice que la sala está en resonancia. El efecto es aún más desagradable si cabe. Hay puntos donde no llega ningún sonido (interferencia destructiva) y otros donde la amplitud se dobla (interferencia constructiva). Gráficamente, si se viese la onda se vería que la sinusoide ha desaparecido y la onda ha adquirido forma de dientes de sierra. La ondas estacionarias también se llaman eigentonos o modos de la sala.




Onda estacionaria en una cuerda. Los puntos rojos representan los nodos de la onda.

Sencillo experimento para entender las caracteristícas de las ondas estacionarias