SONIDO. Objetivo: Comprender que es el sonido y cómo se produce. Este material fue recopilado de

Transcripción

1 SONIDO Objetivo: Comprender que es el sonido y cómo se produce Este material fue recopilado de

2 EL SONIDO INTRODUCCIÓN QUÉ ES EL SONIDO? ELEMENTOS CUALIDADES TIPOS DE SONIDO CÓMO OÍMOS?

3 INTRODUCCIÓN El mundo material que nos rodea se estructura en función de dos términos: materia y energía. Ahora abordaremos la forma más habitual de propagación de la energía en la naturaleza: las ondas y, en particular, la propagación de las ondas sonoras en los diferentes medios materiales, que más adelante llamaremos SONIDO.

4 Los fenómenos ondulatorios que podemos encontrar a nuestro alrededor son numerosos, pero, los más frecuentes son el sonido y la luz (que a diferencia de las ondas sonoras, puede propagarse por el vacío).

5 QUÉ ES EL SONIDO? El sonido es una sensación, en el órgano del oído, producida por el movimiento ondulatorio en un medio elástico (normalmente el aire), debido a cambios rápidos de presión, generados por el movimiento vibratorio de un cuerpo sonoro.

6 EL SONIDO El sonido se produce por la vibración de un medio elástico, que puede ser gaseoso, líquido o sólido. 6

7 objetivo Reconocer los elementos para que se produzca el sonido.. 7

8 ELEMENTOS O FACTORES PARA QUE EXISTA SONIDO 1. Una fuente de vibración mecánica, llamada fuente sonora Ejemplos: DIAPAZÓN PLATILLOS BATERÍA GUITARRA

9 2. Un medio elástico a través del cual se propague la perturbación, es decir, la onda sonora (sonido). Dicho medio puede ser el agua (líquidos), el aire (gases), y los metales (sólidos)

10 CARACTERISTICA DEL SONIDO Cualquiera sea la frecuencia que tenga un sonido, se caracteriza por ser una onda de tipo mecánica, longitudinal, donde el medio que vibra lo hace por variaciones de presión. 10

11 CUALIDADES DEL SONIDO Comprender y reconocer las cualidades del sonido y relacionarlos con los elementos de las ondas.

12 CUALIDADES DEL SONIDO TONO INTENSIDAD TIMBRE

13 TONO: El tono de un sonido depende únicamente de su frecuencia, es decir, del número de oscilaciones por segundo. La altura de un sonido corresponde a nuestra percepción del mismo como más grave o más agudo. Si a y b representan dos sonidos El tono del sonido b es mayor que el tono del sonido a

14 TONO (ALTURA) Es una característica del sonido que está relacionado con la frecuencia. Las frecuencias más bajas (vibraciones lentas) producen sonidos graves y las frecuencias más altas (vibraciones rápidas) producen sonidos agudos. 14

15 INTENSIDAD: La intensidad de un sonido viene determinada por la amplitud del movimiento oscilatorio, subjetivamente, la intensidad de un sonido corresponde a nuestra percepción del mismo como más o menos fuerte. Cuando elevamos el volumen del radio a una música, o el volumen del televisor, lo que hacemos es aumentar la intensidad del sonido.

16 INTENSIDAD (VOLUMEN) La intensidad de la onda sonora es una cantidad física que se define como la energía sonora que transporta una onda por unidad de tiempo a través de una unidad de área. La intensidad es directamente proporcional a la amplitud de la onda e inversamente proporcional a la distancia entre el emisor y el receptor. 16

17 La intensidad del sonido se mide en una unidad llamada BEL, en la práctica se usa el decibel. 1 db = 0,1 Bel Cuando la intensidad del sonido es muy alta y muy desagradable, puede hasta producir sensaciones de dolor, a este punto se le denomina Umbral del dolor

18 INTENSIDAD DE SONIDO DE DIFERENTES FUENTES (en db) Umbral de audición 0 Susurro, respiración normal, pisadas suaves 10 Rumor de las hojas en el campo al aire libre 20 Murmullo, oleaje suave en la costa 30 Biblioteca, habitación en silencio 40 Tráfico ligero, conversación normal 50 Oficina grande en horario de trabajo 60

19 Un sonido de 70 db produce efectos psicológicos negativos en tareas que requieren concentración y atención, mientras que entre 80 y 90 db puede producir reacciones de estrés, cansancio y alteración del sueño. Umbral del dolor 120 db Los ruidos superiores a los 120 db entran en el denominado umbral del dolor, es decir, son ruidos insoportables que provocan sensación de dolor en el oído humano.

20 INTENSIDAD DE SONIDO DE DIFERENTES FUENTES Umbral de audición 0 Conversación en voz muy alta, gritería, tráfico intenso de ciudad 70 Timbre, camión pesado moviéndose 80 Aspiradora funcionando, maquinaria de una fábrica trabajando 90 Banda de música rock 100 Bocina de un auto, explosión de petardos o cohetes empleados en pirotecnia 110 Ipod en su máxima intensidad permitida 105 Martillo neumático (de aire) 130 Avión de reacción durante el despegue 150 Motor de un cohete espacial durante el despegue 180

21 Si a y b representan dos sonidos La intensidad del sonido a es mayor que la intensidad del sonido b

22 TIMBRE: El timbre es la cualidad del sonido que nos permite distinguir entre dos sonidos de la misma intensidad y altura. Podemos así distinguir si una nota ha sido tocada por una trompeta o un violín. Esto se debe a que todo sonido musical es un sonido complejo que puede ser considerado como una superposición de sonidos simples.

23 TIMBRE Es una característica del sonido que permite diferenciar entre dos sonidos de igual tono e intensidad, emitidos por dos instrumentos diferentes. 23

24 TIPOS DE SONIDOS SÓNICOS INFRASÓNICOS ULTRASÓNICOS

25 Sonidos Infrasónicos: los cuales cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puede percibir; es decir entre 0 y 20 Hz.

26 Sonidos Sónicos: aquellos sonidos que somos capaces de escuchar Estos sonidos tienen una frecuencia en el rango de 20hz a 20000hz (veinte a veinte mil hertz). Sonidos audibles al ser humano.

27 Sonidos Ultrasónicos: son aquellos superiores a 20 Khz (20000 hz). aproximadamente. Los murciélagos en sus vuelos nocturnos se guían con los ultrasonidos para no chocar contra los objetos que se encuentran a su paso.

28 Los murciélagos en sus vuelos nocturnos se guían con los ultrasonidos para no chocar contra los objetos que se encuentran a su paso.

29 FENOMENOS DEL SONIDO

30 REFLEXION DEL SONIDO Es una propiedad característica del sonido, que algunas veces llamamos eco. El eco se produce cuando un sonido se refleja en un medio más denso y llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora. 30

31 QUE ES REVERBERACIÓN? La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongación, a modo de "cola sonora", que se añade al sonido original.

32 REFRACCION DEL SONIDO Cuando un sonido pasa de un medio a otro se produce refracción. La desviación de la onda se relaciona con la rapidez de propagación en el medio. El sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío. 32

33 ABSORCION DEL SONIDO La capacidad de absorción del sonido de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo. Es un valor que varía entre 0 (toda la energía se refleja) y 1 (toda la energía es absorbida) 33

34 DIFRACCION DEL SONIDO Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de rodearlo y seguir propagándose. La persona B puede escuchar a la persona A, en virtud que las ondas sonoras emitidas por A rodean el muro y llegan al oído de B 34

35 RESONANCIA Es un refuerzo de la amplitud de vibración por el acoplamiento de otra vibración de frecuencia muy similar. Los cuerpos poseen una frecuencia natural de vibración. El acoplamiento puede llegar a romper la estructura del cuerpo. En la figura, cuando se tañe la cuerda, se impone una vibración forzada al balde que sirve como caja de resonancia. 35

36 VELOCIDAD DEL SONIDO Se midió por primera vez en el siglo XVII disparando un cañón situado a 20 km de un observador. Este midió el tiempo transcurrido entre el fogonazo y la percepción de estallido.

37 Velocidad de propagación del sonido La velocidad del sonido depende del medio en que se mueve. A mayor temperatura la rapidez es mayor, y a mayor densidad del medio mayor rapidez de propagación. En el agua el sonido se propaga mucho más rápido que en el aire. Medio de propagación Aire a 20 ºC 340 Agua 1500 Cobre 3500 Acero 5000 Velocidad del Sonido [m/s] Recuerda, la velocidad del sonido (y de cualquier onda) cambia al pasar de un medio a otro, pero su frecuencia no cambia. Por ejemplo, si el sonido pasa del aire al agua, su velocidad aumenta pero su frecuencia se mantiene

38 A QUE SE LLAMA EXPLOSIÓN SÓNICA? Potente estallido que producen los aviones rápidos cuando alcanzan la velocidad del sonido, consiste en la propagación de vibraciones sonoras muy enérgicas, concentradas en un estrecho haz que, si se encuentra orientado hacia algún edificio, puede provocar la ruptura de los cristales de las ventanas y escaparates.

39 El Efecto Doppler El efecto Doppler recibe este nombre en honor al científico austríaco Christian Doppler ( ). Este efecto se refiere a la variación de frecuencia de una onda percibida por un observador debido a su propio movimiento o por el movimiento de la fuente emisora de la onda. Escucho la frecuencia f 1 En éste caso el sonido de la bocina se escucha en forma normal El auto y el niño se encuentran en reposo

40 Escucho la frecuencia f 2 >f 1 El auto se acerca al niño con velocidad y el niño se encuentra en reposo El niño escucha el sonido de la bocina más agudo Escucho la frecuencia f 3 <f 1 El auto se aleja del niño con velocidad y el niño se encuentra en reposo El niño escucha el sonido de la bocina más grave

41 Cuando se rompe la barrera del sonido Lo siento, estoy superando la rapidez del sonido!!!!! Qué es éste estruendo? Cuando la velocidad del objeto se iguala a la del sonido, observamos cómo en el morro del objeto se forma como un frente de muchas ondas "apelotonadas". Como el sonido no es más que una onda de presión, tenemos una zona de presión muy alta en el morro. Esa onda, que está estacionaria en el morro del objeto, hace que sea difícil aumentar la velocidad. Por eso se llama la "barrera del sonido":

42 Y, por último, nuestro objeto es supersónico. En esta imagen se muestra el objeto moviéndose a Mach 1,4 (la velocidad del sonido se denomina Mach 1. Si fuéramos a la mitad de la velocidad del sonido iríamos a Mach 0,5). Obsérvese el cono de Mach que deja tras de sí nuestro objeto. Ese cono está formado por una onda de alta presión. Cuando se trata de un objeto en el aire, como el sonido no es más que una variación de la presión del aire, el cono es en realidad un sonido muy intenso (el sonic boom, que le llaman en inglés, o el estallido sónico). Como nuestro objeto del ejemplo es un punto, sólo hay un estallido. Pero si fuera un objeto extenso (un avión, por ejemplo), habría dos o más conos, como mínimo el del morro y el de la cola. Esto puede apreciarse en la siguiente imagen de un coche a reacción, superando la velocidad del sonido en uno de los lagos secos de Utah:

43 RECEPCION DEL SONIDO 43