El sonido y sus propiedades

El ejemplo más común de onda mecánica que se propaga en un medio material es el sonido. Este fenómeno físico, que induce una respuesta en el ser humano y en la mayoría de los animales por el sentido del oído, se estudia normalmente desde dos puntos de vista complementarios: el físico propiamente dicho y el fisiológico, que analiza las cualidades de su percepción por el hombre.

Ondas mecánicas

A todo movimiento ondulatorio que se transmite a través de un medio material, se llama onda mecánica. Lo que se propaga es la energía de las oscilaciones mecánicas de las partículas del medio. La onda mecánica más característica es el sonido, que es un movimiento ondulatorio longitudinal (las partículas del medio vibran en la dirección de propagación del campo), transmitido en el medio por colisiones elásticas entre las partículas adyacentes.

La velocidad de propagación del sonido en los gases se calcula como:

donde g es el cociente entre los calores especificos a presion constante y a volumen constante del gas, R es la constante universal de los gases (de valor R = 8,314 J/mol·K), M la masa del gas y T la temperatura absoluta.

Frentes de onda

Para explicar la propagación de las ondas mecánicas se recurre frecuentemente a un modelo geométrico en el que se distinguen:

  • El foco emisor primario, del que parte la perturbación ondulatoria.
  • Los frentes de onda, o lugares geométricos de los puntos del medio que tienen igual fase (estado de vibración) en un instante dado.
  • Los rayos de onda, que son rectas perpendiculares a los frentes de onda y determinan gráficamente las direcciones de propagación.

Ilustración de los conceptos de frentes de onda y rayos de onda.

Difracción de ondas

Se define difracción como la cualidad de una onda según la cual el movimiento ondulatorio, aun cuando se propague en línea recta, es capaz de sortear obstáculos, doblar esquinas o difundirse a través de una rendija.

Este fenómeno puede explicarse mediante el modelo geométrico de los frentes de onda secundarios, por el cual cada punto del frente de ondas se convierte en emisor de ondas esféricas cuya envolvente engendra el nuevo frente de ondas.

Intensidad del sonido

En el estudio del sonido, desde el punto de vista de su percepción por el hombre, se analizan propiedades diferentes de las puramente ondulatorias (periodo, longitud de onda, frecuencia, fase, amplitud). Entre estas propiedades destaca la intensidad de la onda, que se define como la energía que esta transporta por unidad de tiempo a través de una unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación.

El valor de la intensidad de una onda armonica, se expresa:

siendo r la densidad del medio, v la velocidad de propagación, w la frecuencia angular de la vibración y A la amplitud o elongación máxima de la onda. En el Sistema Internacional, esta intensidad de onda se mide en vatios por metro cuadrado (W/m2).

La energía que transporta la onda por la sección del medio en un intervalo de tiempo dado es absorbida por las partículas que se contienen en el volumen considerado.

Nivel de intensidad sonora

La intensidad sonora mínima que percibe el oído humano se denomina intensidad umbral, y tiene un valor aproximado de 10-12 W/m2 ; por su parte, la intensidad máxima perceptible antes de sentir dolor en el oído es de 1 W/m2, aproximadamente. Para representar la escala de audición del hombre, se utiliza una escala logaritmica relativa que comprima graficamente los valores.

El nivel de intensidad sonora b de un sonido con intensidad I se define:

El nivel de intensidad sonora se mide en decibelios (símbolo dB), de modo que el umbral mínimo de audición, según la fórmula anterior, corresponde a un nivel de intensidad sonora igual a 0 dB; el nivel sonoro del umbral de dolor se sitúa en 120 dB.

Timbre y tono

Otras cualidades importantes del sonido, desde el punto de vista de la percepción, son el timbre y el tono.

El timbre, se define como el conjunto formado por el armónico fundamental de la misma y sus armónicos secundarios. Es la cualidad que permite distinguir, por ejemplo, el sonido de un piano del de un violín.

Por su parte, el tono es la frecuencia fundamental de la onda periódica, es decir, la onda predominante en la sucesión de sus armónicos. En virtud del tono, los sonidos se clasifican en graves (con frecuencia fundamental baja) y agudos (cuya frecuencia fundamental es elevada).

Enviar la página por correo a

< * Campos obligatorios

Muchas gracias.
El artículo ha sido enviado correctamente.

cerrar ventana
¡Ayúdanos a mejorar! Tu opinión es importante, por lo que agradecemos que nos envíes tus opiniones y sugerencias a info@hiru.eus

* Campos obligatorios
cerrar ventana

 

¿Qué son los iconos de "Compartir"?

 

Todos los iconos apuntan a servicios web externos y ajenos a HIRU.com que facilitan la gestión personal o comunitaria de la información. Estos servicios permiten al usuario, por ejemplo, clasificar , compartir, valorar, comentar o conservar los contenidos que encuentra en Internet.

¿Para qué sirve cada uno?

  • facebook

    Facebook

    Comparte con amigos y otros usuarios fotos, vídeos, noticias y comentarios personales, controlando la privacidad de los mismos.

     
  • eskup

    Eskup

    Conversa sobre los temas que te interesan y que proponen los expertos. Todo ello en 280 caracteres con fotos y vídeos. Lee, pregunta e infórmate.

     
  • delicious

    Twitter

    Contacta y comparte con amigos, familiares y compañeros de trabajo mensajes cortos (tweets) de no más de 140 caracteres.

     
  • tuenti

    Tuenti

    Conéctate, comparte y comunícate con tus amigos, compañeros de trabajo y familia.

     
  • technorati

    Google Buzz

    Comparte tus novedades, fotos y vídeos con tus amigos e inicia conversaciones sobre los temas que te interesan.

     
  • meneame

    Meneame

    Sitio web que se sirve de la inteligencia colectiva para dar a conocer noticias. Los usuarios registrados envían historias que los demás usuarios del sitio pueden votar.

     
 

 

cerrar ventana

Derechos de reproducción de la obra

 

Los derechos de propiedad intelectual de la web hiru.eus y de los distintos elementos en ella contenidos son titularidad del Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco.

No obstante, se permite el uso de los contenidos de hiru.eus en el ámbito educativo, siempre que se haga referencia y bajo las condiciones de licencia Creative Commons CC-BY-NC-SA.
Para más información: descarga el PDF (969,4k) .

El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco se reserva la facultad de efectuar, en cualquier momento y sin necesidad de previo aviso, modificaciones y actualizaciones sobre la información contenida en su web o en su configuración o presentación.

El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco no garantiza la inexistencia de errores en el acceso a la web, en su contenido, ni que éste se encuentre oportunamente actualizado, aunque desarrollará los esfuerzos precisos para evitarlos y, en su caso, subsanarlos o actualizarlos a la mayor brevedad posible.

Tanto el acceso a la web, como el uso que pueda hacerse de la información contenida en el mismo son de la exclusiva responsabilidad de quien lo realiza. El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco no responderá de ninguna consecuencia, daño o perjuicio que pudieran derivarse de dicho acceso o uso de información, con excepción de todas aquellas actuaciones que resulten de la aplicación de las disposiciones legales a las que deba someterse en el estricto ejercicio de sus competencias.

El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco no asume responsabilidad alguna derivada de la conexión o contenidos de los enlaces de terceros a los que se hace referencia en la web.

La utilización no autorizada de la información contenida en esta web, el uso indebido de la misma, así como los perjuicios y quebrantos ocasionados en los derechos de propiedad intelectual e industrial del Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco dará lugar al ejercicio de las acciones que legalmente le correspondan a dicha Administración y, en su caso, a las responsabilidades que de dicho ejercicio se deriven.

  Privacidad

Los datos aportados por la persona interesada se utilizarán, con carácter único y exclusivo, para los fines previstos en el procedimiento o actuación que se trate.

El órgano responsable del fichero donde se recogen dichos datos es la Dirección de Aprendizaje Permanente del Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco, ante quién podrán ejercerse los derechos de acceso, rectificación, cancelación y oposición. Para tal fin contacta con info@hiru.eus.

cerrar ventana