Conceptos Fundamentales de Acústica y Ondas: Una Exploración Detallada

Conceptos Fundamentales de Acústica y Ondas

1. Acústica

La acústica es la rama de la física que se encarga de estudiar el sonido.

2. Sonido

El sonido es una vibración que se transmite en forma de movimientos ondulados a través de un medio elástico cualquiera hasta llegar al oído que lo percibe.

3. Onda

Una onda es una perturbación que, sin ser en sí misma algo material, viaja de un sitio a otro transportando energía sin transportar materia.

Elementos de una Onda:

• Cresta: es la parte más elevada de una onda.
• Valle: es la parte más baja de la onda.
• Período: es el tiempo que tarda una partícula en realizar una oscilación completa.
• Frecuencia: es el número de oscilaciones realizadas por cada unidad de tiempo.
• Longitud de onda: es la distancia comprendida entre dos crestas o dos valles consecutivos.
• Elongación: es la distancia comprendida entre cualquier punto de una onda y la posición de equilibrio.
• Amplitud: es la máxima elongación o alejamiento de la posición de equilibrio.

4. Velocidad de Propagación

La velocidad de propagación es aquella en la cual se propaga una onda a través de un medio.

5. Clasificación de las Ondas

a. De acuerdo a la dirección de propagación:

• Ondas transversales: son aquellas cuyas partículas oscilan perpendicularmente a la dirección en que se propaga la onda.
• Ondas longitudinales: las partículas oscilan en la misma dirección en que se transmiten las ondas.

b. De acuerdo al tipo de energía:

• Ondas mecánicas: se desplazan en un medio deformable o elástico.
• Ondas electromagnéticas: se propaga energía electromagnética producida por oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos, no necesitando material de propagación.

c. De acuerdo al número de dimensiones en las que se propague:

• Ondas unidimensionales: se propagan en medios de una sola dimensión.
• Ondas bidimensionales: se propagan en una superficie.
• Ondas tridimensionales: son las que se propagan en diferentes direcciones.

6. Propiedades de las Ondas

• Reflexión de ondas: es el cambio que experimentan las ondas cuando chocan contra un obstáculo.
• Refracción: fenómeno por el cual una onda, al pasar de un medio a otro de diferentes densidades, cambia su dirección y velocidad de propagación.
• Dispersión: fenómeno por el cual el ángulo de refracción depende de la frecuencia del rayo incidente.
• Difracción: fenómeno que experimentan las ondas cuando, al chocar con un obstáculo, se modifica parte de su trayectoria.
  • La que se produce en los bordes del obstáculo (difracción por borde).
  • Se produce cuando las ondas pasan por una pequeña rendija.
• Interferencia: es el fenómeno que se produce cuando dos ondas se superponen.
• Resonancia: es cuando una partícula vibra por resonancia cuando a ella llega un movimiento ondulatorio cuya frecuencia es igual a la frecuencia natural de dicha partícula.

7. Ondas Sonoras

Las ondas sonoras son las vibraciones de un cuerpo sonoro que se transmiten al aire en forma de ondas.

8. Velocidad del Sonido

La velocidad del sonido no es una constante; se ve modificada por diversos factores como la temperatura, el viento, la humedad atmosférica, etc.

9. Cantidades de Sonido

• Intensidad: la cantidad media de energía que se propaga con ella por tiempo y perpendicularmente a la unidad de superficie.
• Tono: depende de su frecuencia; a mayor frecuencia, el tono se hace más alto.
• Timbre: es la cualidad del sonido que nos hace diferenciar un sonido de otro.