Fundamentos de la Acústica: Propagación y Fenómenos Ondulatorios
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Conceptos Fundamentales del Sonido
El sonido se produce mediante la vibración de un medio material. La rapidez del sonido es de 340 m/s a 15 °C en el aire; a mayor temperatura, mayor es la velocidad de propagación. El sonido es energía y se propaga a través de una onda. La fuente que emite es el emisor y quien lo recibe es el receptor. El sonómetro es el instrumento que mide la intensidad del sonido.
- Frecuencia: Es la cantidad de ciclos que se producen en cierto tiempo. Se mide en hertz.
- Periodo: Es el tiempo que demora un ciclo.
Fenómenos Asociados al Sonido
- Reflexión: Es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.
- Absorción: Fenómeno que afecta la propagación del sonido.
- Reverberación: Fenómeno derivado de la reflexión del sonido, consistente en una ligera permanencia del sonido una vez que se ha extinguido el original.
- Atenuación: Corresponde a la eficiencia de transmisión; esto quiere decir que los sonidos graves se transmiten mejor que los agudos.
- Refracción: Es cuando una onda pasa de un medio a otro.
- Difracción: Fenómeno que afecta la propagación del sonido.
Nota: El sonido se transmite de partícula en partícula.
Clasificación de las Ondas
Las ondas se dividen según su naturaleza, dirección y sentido:
- Según su naturaleza:
- Mecánicas: Necesitan de un medio material para propagarse.
- Electromagnéticas: No requieren de un medio material.
- Según su dirección de propagación:
- Longitudinales: Las partículas vibran u oscilan en la misma dirección en que se propaga la onda.
- Transversales: Las partículas se mueven o vibran en distinta dirección a la propagación.
- Según su sentido:
- Estacionarias: Parecieran estar fijas.
- Viajeras: Son las que se expanden.
Cualidades del Sonido
- Tono: Físicamente se relaciona con la frecuencia (agudo o grave).
- Intensidad: Físicamente se relaciona con la amplitud o volumen.
- Timbre: Permite diferenciar un sonido de igual tono e intensidad.
Cálculos y Fórmulas
Cálculo de rapidez del sonido a 22 °C:
V = 331 + 0,6 × (T) → V = 331 + 0,6 × (22) = 344,2 m/s
Fórmulas básicas:
- Frecuencia: F = N° ciclos / Tiempo
- Periodo: T = Tiempo / N° ciclos