F U N D A M E N T O S D E A C Ú S T I C A

Transcripción

1 TEMA 4: F U N D A M E N T O S D E A C Ú S T I C A. F U N D A M E N T O S F Í S I C O S D E L A E M I S I Ó N D E L S O N I D O E N F U N C I Ó N D E L T I P O D E I N S T R U M E N T O Q U E L O P R O D U Z C A

2 1. FUNDAMENTOS DE ACÚSTICA 1.1. ACÚSTICA. Rama de la ciencia que se dedica al estudio del sonido, su producción y todo lo relacionado científicamente con el mismo. -Acústica Musical : parte de la ciencia acústica que trata del estudio de las relaciones entre esta ciencia y el arte musical. -Se ocupa particularmente de los principios de las distintas teorías musicales, de los problemas sonoros y de la constitución y funcionamiento de los instrumentos musicales (organología), del uso de los sistemas de grabación, de la modificación electrónica de la música y el estudio de su percepción, entre otros.

3 1. 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DEL SONIDO. El sonido es la sensación que reciben los seres vivos ante un estímulo de origen físico producido por la vibración de un cuerpo Todo cuerpo que vibra transmite su vibración al medio físico que le rodea, en forma de ondas y a una velocidad fija para cada medio transmisor y en condiciones determinadas.

4 Partes de la onda En toda onda sonora podemos distinguir los siguientes puntos. - Foco vibrador: también llamado fuente sonora - Elongación: es la distancia existente desde un punto 0 del eje X a cualquier punto de la onda. - Nodo: dado el carácter periódico del movimiento oscilatorio sonoro, la onda pasa periódicamente por puntos de vibración cero llamados nodos. - Amplitud: es el punto de mayor elongación en una onda, corresponde con el parámetro sonoro Intensidad, va disminuyendo a medida que la onda va progresando, disminución de decibelios. - Vientre: también llamado cresta, es el montículo que describe la onda. - Longitud de onda: es la distancia en línea recta que recorre una onda toda vez que ha pasado por la parte positiva y la fase negativa. La longitud de onda, en el sonido, es la expresión gráfica de la frecuencia, a mayor longitud de onda, el sonido es más grave y a menor longitud de onda, el sonido es más agudo.

5 1.3. LAS CUALIDADES DEL SONIDO Todo sonido (ruido, sonido musical o tono puro) posee una serie de parámetros o cualidades fundamentales como son la altura, intensidad, duración y timbre. Todas estas cualidades tienen una relación directa con alguna característica física del movimiento que produce el sonido y, a su vez, provocan cambios o modificaciones en algún elemento musical:

6 ALTURA: Se define como la cualidad del sonido que nos indica si es agudo o grave. Esta cualidad depende de la mayor o menor velocidad a la que vibra el objeto productor del sonido La altura de un sonido es proporcional a su FRECUENCIA. Puesto que los sonidos están asociados a ondas regulares, Entendemos por frecuencia el número de veces que se completa la forma de la onda en un segundo, midiéndose en Hz (Hertzios).

7 INTENSIDAD Se define como la cualidad que trata de la fuerza con la que percibimos los sonidos. Este parámetro nos permite hablar de sonidos fuertes y sonidos débiles, aceptando el componente relativo y no absoluto, de los mismos: un sonido puede ser más fuerte que otro y, a la vez, más débil que un tercero. Los estudios demuestran que los cambios de intensidad de un sonido no son proporcionales a los cambios de la intensidad sonora que percibimos. La ley de Weber-Fechner afirma que cuando la intensidad del sonido crece en progresión geométrica, la sensación en el oyente lo hace en progresión aritmétrica Con los valores de la intensidad relativa, se establece una escala con una serie de tramos:. Intensidades relativas de 0-50 db: zona segura.. Intensidades relativas entre db: zona peligrosa.. Intensidades relativas superiores a 110 db: zona perjudicial.

8 0 db: Umbral 10 db: Murmullo de hojas 20 db: Hogar tranquilo en la ciudad 30 db: Susurros a 1 metro 40 db: Música suave 50 db: Conversación en voz baja a un metro 60 db: Conversación normal a un metro 70 db: Automóvil particular 80 db: Calle concurrida 90 db: Camión pesado 100 db: Talleres de trabajo de metales 110 db: Perforadora de rocas 120 db: Avión de hélice (a 50 m) 130 db: Remachadora 140 db: Motor a reacción (a 25 m)

9 DURACIÓN. La duración es el tiempo que transcurre desde que comenzamos a oír un sonido hasta que dejamos de percibirlo. El eco y la reverberación se producen cuando la onda sonora choca contra un obstáculo y es reflejada hacia la zona donde está situada la fuente. Así, podemos escuchar un sonido aun cuando éste ya se ha extinguido. Si captamos dicho sonido y, a continuación, su reflejo, hablamos de eco; para ello es necesario que haya sólo una superficie reflectora y, además, que ésta se encuentre, como mínimo, a 17 m de distancia de la fuente. Si, por el contrario hay numerosas superficies reflectoras o si, habiendo sólo una, no está situada a 17 o más metros, el oyente capta el sonido y la onda (sonora) reflejada, superpuestos, produciendo lo que conocemos como reverberación

10 TIMBRE Es la cualidad que se define como la característica que nos sirve para diferenciar la fuente sonora de un sonido. El timbre viene determinado por las distintas combinaciones que se crean entre el sonido fundamental producido por la vibración de un cuerpo, y los alícuotas, simpáticos o armónicos que acompañan al primero. El conjunto de armónicos que dan lugar al timbre depende del cuerpo sonoro, de sus características físicas (material, tamaño, etc...) así como de la técnica necesaria para producir el sonido (pulsación, fricción, percusión o soplo). Así, todo timbre nos permite, con una práctica adecuada, determinar su procedencia.

11 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA EMISIÓN DEL SONIDO EN FUNCIÓN DEL TIPO DE INSTRUMENTO QUE LO PRODUZCA CUERDAS Leyes de Marsenne. - Ley primera: La frecuencia de vibración de una cuerda es inversamente proporcional a la longitud de la misma. - Ley segunda: La frecuencia también es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la densidad de la cuerda. - Ley tercera: La frecuencia es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la tensión. - Ley cuarta: Una cuerda produce, al menos teóricamente infinitos armónicos, pues se puede ir dividiendo en dos, tres, cuatro..., partes iguales. - Ley quinta: El tipo de vibraciones que se producen en una cuerda se denominan vibraciones transversales, pues las moléculas de la cuerda se mueven de modo perpendicular a la longitud de la cuerda. - Ley sexta: La temperatura es inversamente proporcional a la frecuencia, al dilatar la cuerda y hacerle perder tensión.

12 En referencia a los tubos sonoros Leyes de Bernoulli: Ley primera: La frecuencia de un tubo es inversamente proporcional a la longitud del mismo. Ley segunda: La frecuencia de un tubo es directamente proporcional a la velocidad de propagación de la onda, es decir, que a mayor velocidad mayor frecuencia. Ley tercera: La frecuencia de un tubo abierto es doble que la del tubo cerrado a igualdad de longitud y velocidad de propagación de la onda. Ley cuarta: Los tubos abiertos producen todos los armónicos, mientras que los cerrados sólo producen los impares. Ley quinta: La longitud teórica de un tubo abierto es igual a la mitad de la longitud de onda del sonido que produce, mientras que en un tubo cerrado es igual a la cuarta parte Por otra parte y fuera de estas leyes la temperatura afecta a la frecuencia de los sonidos producidos en un tubo sonoro. A mayor temperatura, mayor velocidad de propagación del aire y por ende mayor frecuencia, aunque esto se ve compensado en parte por el efecto de la temperatura sobre el material del tubo,

13 VARILLAS, L o primero que hay que decir es que las varillas se definen como cuerpos rígidos de longitud notablemente mayor que el resto de sus dimensiones (xilófono, marimba, triángulo...). Producen sonido o ruido de forma longitudinal, transversal o mediante torsión. MEMBRANAS Y PLACAS VIBRANTES hay que decir que son cuerpos en los que su superficie es mucho mayor que el resto de sus dimensiones, sobre todo en relación a su espesor. Al igual que en las cuerdas, se presupone su tensión previa para que se produzcan vibraciones. Hay dos leyes en cuanto a las membranas y placas: Ley primera: La frecuencia de una membrana o placa es inversamente proporcional a su espesor. Ley segunda: La frecuencia de una membrana o placa es inversamente proporcional al cuadrado de su diámetro.

14 FIN