Onda sonora       

 

 

                                 

Hemos definido el sonido como la sensación producida en el oído por las vibraciones de las partículas que se desplazan en forma de onda sonora a través de un medio elástico que las propaga.

Como el sonido se propaga en forma de ondas, tenemos que saber que características tiene la onda sonora para ver como se comporta.

 

1.- Es una onda mecánica.

    Las ondas mecánicas no pueden desplazarse en el vacío, necesitan hacerlo a través de un medio material (aire, agua, cuerpo sólido). Además dicho medio debe ser elástico y no rígido para permitir la transmisión del sonido. Ya hemos visto cómo se propaga la vibración a través de las partículas o moléculas que conforman el medio, si quieres volver a verlo pulsa aquí.

 

2.- Es una onda longitudinal.

    En las ondas longitudinales el movimiento de las partículas se desplazan en la misma dirección que la onda. Ver animación.

 

Ondas longitudinales

   

 

Mientras que en las ondas transversales el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de la onda. Ver animación.

 

Si quieres ver otros ejemplos en los que aparecen ambos tipos de ondas, pulsa los siguientes enlaces: enlace 1 - enlace 2 .

En cualquiera de los dos casos, las partículas oscilan alrededor de un punto de reposo, bien horizontalmente o verticalmente pero no se desplazan hacia el final. Es decir lo que se transmite o propaga a través del medio es la energía o vibración, no la materia.

Te preguntarás qué pasa con la vibraciones de las cuerdas. Pues sí, estas son ondas transversales. pero el sonido llega a nosotros a partir de las ondas longitudinales que aquellas generan.

 

En este ejemplo podrás observar también las ondas longitudinales que generan las cuerdas al vibrar transversalmente. Tienes que pulsar el botón "See" , además puedes variar la tensión de la cuerda, aumentando así su frecuencia.

 

3.- Es una onda tridimensional.

    Son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones.

 

 

Características de las ondas

 Amplitud

    Puede decirse que es la altura de la onda. Es la máxima distancia que alcanza un punto al paso de las ondas respecto a su posición de equilibrio. La amplitud está relacionada con la intensidad sonora, a menor amplitud menor intensidad y a mayor amplitud mayor intensidad.

Amplitud de una onda longitudinal

 

Amplitud de una onda

 

El decibelio es la principal unidad de medida utilizada para el nivel de potencia o nivel de intensidad del sonido. Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Llamamos umbral de dolor a la intensidad máxima de sonido a partir de la cual el sonido produce en el oído sensación de dolor.

Por encima de los 100 dB es muy recomendable siempre que sea posible, utilizar protectores para los oídos. En puestos de trabajos, se considera necesario el utilizar protectores en ambientes con niveles de 85 dB, siempre y cuando la exposición sea prolongada. Los daños producidos en el oído por exposiciones a ruidos muy fuertes son acumulativos e irreversibles, por lo que se deben de extremar las precauciones. De la exposición prolongada a ruidos se observan trastornos nerviosos, cardiacos y mentales.

Observa y escucha en el siguiente enlace como va disminuyendo la intensidad (dB) y su relación con la amplitud (en los gráficos se representa con trazos de color verde)

 

 Frecuencia

    La frecuencia es el número de ciclos (ondas completas que se producen una unidad de tiempo. En el caso del sonido, la unidad de tiempo es el segundo y la frecuencia se mide en hercios (Hz). Así un frecuencia de 1 Herzio es lo mismo que decir que el sonido tiene una vibración por segundo (por cierto, un sonido de esta frecuencia sería imposible de percibir por el oído humano).

Las frecuencias mas bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos "graves" , son sonidos de vibraciones lentas. Las frecuencias mas altas se corresponden con lo que llamamos sonidos "agudos" y son vibraciones muy rápidas.

 

En este enlace puedes ver el tipo de ondas dependiendo de la frecuencia, para ello tienes escribir en el recuadro perteneciente a frecuencia, el valor que desees y posteriormente dar a "calcular".

Si quieres comprobar cual es tu sensibilidad a los cambios de frecuencia en estos enlaces lo podrás averiguar: enlace 1 - enlace 2.

En este otro enlace puedes variar la frecuencia deslizando el botón correspondiente, obteniendo sonidos agudos si aumentas la frecuencia y sonidos graves si las disminuyes.

El espectro de frecuencias audible varia según cada persona, edad etc. Sin embrago normalmente se acepta como el intervalo entre 20 Hz y 20.000 Hz. Por debajo de esta medida se encontrarían los infrasonidos que son vibraciones de presión, cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puede percibir, es decir, entre 0 y 20 Hz. Por encima estarían los ultrasonidos, que son aquellas ondas cuya frecuencia es superior al margen de audición humana, es decir superior a los 20.000 Hz.

Busca que aplicaciones pueden tener estos dos tipos de sonidos, los infrasonidos y los ultrasonidos, para ello acude a estos enlaces : enlace 1 - enlace 2.

 

La longitud de onda

Indica el tamaño de una onda, que es la distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo).

la longitud de onda y la frecuencia de una onda están relacionadas, son inversamente proporcionales: A mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa.

Puedes comprobarlo en el siguiente enlace, deslizando con el ratón hacia la izquierda o hacia la derecha, cambiando así los valores de la longitud (color azul) o el de la frecuencia (color verde), verás como aumentando el valor de una disminuye el de la otra.

 

Forma de onda

La forma de onda es la característica que nos permitirá distinguir una nota de la misma frecuencia e intensidad producida por instrumentos diferentes. La forma de onda viene determinada por los armónicos.

 Normalmente, al hacer vibrar un cuerpo, no obtenemos un sonido puro, sino un sonido compuesto de sonidos de diferentes frecuencias. A estos se les llama armónicos Los armónicos contribuyen a la percepción auditiva de la calidad de sonido o timbre

Cuando se ejecuta una nota en un instrumento musical se genera una onda de presión de aire. Esta onda sonora está acompañada por una serie de armónicos, todos prácticamente inaudibles, pero que le dan al instrumento su timbre particular.

 

 

En este enlace podrás ver representados en colores, los armónicos de la cuerda de un violín.

 

Realiza la siguiente actividad.

 

 

Departamento de música, IES Mateo Alemán

San Juan de Aznalfarache, (Sevilla)