Onda longitudinal
Una onda longitudinal es una onda
en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es
paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas
longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de
compresión. Algunos ejemplos de ondas longitudinales son el sonido y las ondas sísmicas de tipo P generadas en un terremoto.
Onda Tranversal
Una onda transversal es una onda en movimiento que se caracteriza porque sus oscilaciones ocurren perpendiculares a la dirección de propagación.
Si una onda transversal se mueve en el plano x-positivo, sus
oscilaciones van en dirección arriba y abajo que están en el plano y-z.
Ejemplos de ondas transversales: las olas en el agua, las ondulaciones que se propagan por una cuerda, la luz…
EL SONIDO
El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas
(sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio
elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
CARACTERISTICAS DEL SONIDO
Intensidad (Depende de la amplitud):
Distingue un sonido fuerte de uno débil. La distancia a la que se puede oír un sonido depende de su intensidad, que es el flujo medio de energía por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación. En el caso de ondas esféricas que se propagan desde una fuente puntual, la intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, suponiendo que no se produzca ninguna pérdida de energía debido a la viscosidad, la conducción térmica u otros efectos de absorción. Por ejemplo, en un medio perfectamente homogéneo, un sonido será nueve veces más intenso a una distancia de 100 metros que a una distancia de 300 metros. En la propagación real del sonido en la atmósfera, los cambios de propiedades físicas del aire como la temperatura, presión o humedad producen la amortiguación y dispersión de las ondas sonoras, por lo que generalmente la ley del inverso del cuadrado no se puede aplicar a las medidas directas de la intensidad del sonido.
Distingue un sonido fuerte de uno débil. La distancia a la que se puede oír un sonido depende de su intensidad, que es el flujo medio de energía por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación. En el caso de ondas esféricas que se propagan desde una fuente puntual, la intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, suponiendo que no se produzca ninguna pérdida de energía debido a la viscosidad, la conducción térmica u otros efectos de absorción. Por ejemplo, en un medio perfectamente homogéneo, un sonido será nueve veces más intenso a una distancia de 100 metros que a una distancia de 300 metros. En la propagación real del sonido en la atmósfera, los cambios de propiedades físicas del aire como la temperatura, presión o humedad producen la amortiguación y dispersión de las ondas sonoras, por lo que generalmente la ley del inverso del cuadrado no se puede aplicar a las medidas directas de la intensidad del sonido.
Tono (Depende de la frecuencia):
Distingue a un sonido agudo (tono alto) de un sonido grave (tono bajo).
Distingue a un sonido agudo (tono alto) de un sonido grave (tono bajo).
Cada sonido se caracteriza por su velocidad específica de
vibración, que impresiona de manera peculiar al sentido auditivo. Esta
propiedad recibe el nombre de tono.
Los sonidos de mayor o menor frecuencia se denominan respectivamente, agudos o graves; términos relativos, ya que entre los tonos diferentes un de ellos será siempre más agudo que el otro y a la inversa.
Los sonidos de mayor o menor frecuencia se denominan respectivamente, agudos o graves; términos relativos, ya que entre los tonos diferentes un de ellos será siempre más agudo que el otro y a la inversa.
Timbre (Depende de la forma de onda):
Distingue dos sonidos de la misma intensidad y tono, pero producido por distintas fuentes.
Si se toca el situado sobre el do central en un violín, un piano y un diapasón, con la misma intensidad en los tres casos, los sonidos son idénticos en frecuencia y amplitud, pero muy diferentes en timbre. De las tres fuentes, el diapasón es el que produce el tono más sencillo, que en este caso está formado casi exclusivamente por vibraciones con frecuencias de 440 hz. Debido a las propiedades acústicas del oído y las propiedades de resonancia de su membrana vibrante, es dudoso que un tono puro llegue al mecanismo interno del oído sin sufrir cambios. La componente principal de la nota producida por el piano o el violín también tiene una frecuencia de 440 hz. Sin embargo, esas notas también contienen componentes con frecuencias que son múltiplos exactos de 440 hz, los llamados tonos secundarios, como 880, 1.320 o 1.760 hz. Las intensidades concretas de esas otras componentes, los llamados armónicos, determinan el timbre de la nota.
Distingue dos sonidos de la misma intensidad y tono, pero producido por distintas fuentes.
Si se toca el situado sobre el do central en un violín, un piano y un diapasón, con la misma intensidad en los tres casos, los sonidos son idénticos en frecuencia y amplitud, pero muy diferentes en timbre. De las tres fuentes, el diapasón es el que produce el tono más sencillo, que en este caso está formado casi exclusivamente por vibraciones con frecuencias de 440 hz. Debido a las propiedades acústicas del oído y las propiedades de resonancia de su membrana vibrante, es dudoso que un tono puro llegue al mecanismo interno del oído sin sufrir cambios. La componente principal de la nota producida por el piano o el violín también tiene una frecuencia de 440 hz. Sin embargo, esas notas también contienen componentes con frecuencias que son múltiplos exactos de 440 hz, los llamados tonos secundarios, como 880, 1.320 o 1.760 hz. Las intensidades concretas de esas otras componentes, los llamados armónicos, determinan el timbre de la nota.
VELOCIDAD DEL SONIDO EN DIFERENTES MEDIOS
- La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 °C) es de 343 m/s. Si deseamos obtener la equivalencia en kilómetros por hora podemos determinarla mediante la siguiente conversión física:
Velocidad del sonido en el aire en km/h = (343 m / 1 s) · (3600 s / 1 h) · (1 km / 1000 m) = 1234,8 km/h.
- En el aire, a 0 °C, el sonido viaja a una velocidad de 331,5 m/s (por cada grado centígrado que sube la temperatura, la velocidad del sonido aumenta en 0,6 m/s)
- En el agua (a 25 °C) es de 1.493 m/s.
- En la madera es de 3.700 m/s.
- En el hormigón es de 4.000 m/s.
- En el acero es de 6.100 m/s.
- En el aluminio es de 7.400 m/s.
El Efecto Doppler
El efecto Doppler es así conocido por Christian Doppler,
al que primero se le ocurrió la idea en 1842. El determinó que las
ondas de sonido tendrían una frecuencia más alta si la fuente del sonido
se movía en dirección al receptor y una frecuencia más baja si la
fuente del sonido se alejaba del receptor.
Un ejemplo típico de esto es el tren. Cuando un tren se acerca, el
sonido del silbato tiene un tono más alto que lo normal. Puede oir como
el tono cambia mientras el tren pasa. Lo mismo ocurre con las sirenas de
los autos de policía y con los motores de autos de carrera.
Una manera de visualizar el efecto Doppler es pensar en las ondas
como pulsaciones que se emiten a intervalos regulares. Imagina que
caminas hacia adelante. Cada vez que das un paso, emites una pulsación.
Cada pulsación frente a tí estará un paso más cercano, mientras que cada
pulsación detrás tuyo, estará un paso más alejada. un paso que te
aleja. Las pulsaciones frente a tí son de mayor frecuencia y las
pulsaciones detrás tuyo tienen menor frecuencia.
El efecto Doppler no sólo se aplica a los sonidos. Funciona con todo tipo de ondas. Esto incluye la luz. Edwin Hubble usó el efecto Doppler para determinar que el universo se está expandiendo.
Hubble encontró que la luz de galaxias distantes está corrida hacia
frecuencias más elevadas, hacia el rojo final del espectro. A esto se le
conoce como el desplazamiento Doppler, o cómo desplazamiento al rojo.
Si las galaxias se estuviesen acercando, la luz se desplazara al azul.
Los radares Doppler ayudan a los meteorólogos a detectar posibles tornados.
MECANISMO DE AUDICION HUMANO
Las ondas sonoras, en realidad cambios en la presión del aire, son
trasmitidas a través al canal auditivo externo hacia el tímpano, en el
cual se produce una vibración. Estas vibraciones se comunican al oído
medio mediante la cadena de huesecillos (Martillo, Yunque y Estribo) y, a
través de la ventana oval hasta él liquido del oído externo. El
movimiento de la endominga que se produce al vibrar la coclea, estimula
el movimiento de un grupo de protecciones finas, similares a cabellos,
denominadas células pilosas. El conjunto de células pilosas constituye
el órgano de Corti. Las células pilosas transmiten señales directamente
al nervio auditivo, el cual lleva la información al cerebro.
El rango de audición, igual que el de la visión, varía de una persona a
otra. El rango máximo de audición en el hombre incluye frecuencias de
sonido desde 16 hasta 28 mil ciclos por segundo. El menor cambio de tono
que puede ser captado por el oído varía en función del Tono y del
Volumen. Los oídos humanos más sensibles son capaces de detectar cambios
en la frecuencia de vibración (tono) que corresponde al 0,03 % de la
frecuencia original, en el rango comprendido entre 500 y 8000
vibraciones por segundo. El oído es menos sensible a los cambios de
frecuencia si se trata de sonidos de frecuencia o intensidades bajas.
La sensibilidad del oído a la intensidad del sonido (volumen) también
varia con la frecuencia.
La sensibilidad a los cambios de volumen es
mayor entre los 1000 y los 3000 ciclos, de manera que se pueden detectar
cambios en un Decibelio. Esta sensibilidad es menor cuando se reducen
los niveles de intensidad de sonido
No hay comentarios:
Publicar un comentario