Fundamentos del Sonido: Propiedades, Fenómenos Físicos y Ondas

Características del Sonido

El sonido es el resultado de un cuerpo que vibra y transmite ondas mecánicas longitudinales de un punto a otro. Se denomina sonido a las vibraciones de este tipo que detecta el oído humano.

Clasificación por Frecuencias

• Menores a 16 Hz: Infrasónicas.
• De 16 a 20.000 Hz: Rango audible (se oyen).
• Mayores a 20.000 Hz: Ultrasónicas.

Propiedades del Sonido

Se pueden percibir tres características que distinguen un sonido de otro:

• Tono: Se relaciona con la frecuencia. Cuanto mayor es la frecuencia, más agudo es el sonido.
• Intensidad: Depende de la amplitud de la onda. A mayor amplitud, mayor volumen.
• Timbre: Permite diferenciar voces, instrumentos y palabras, incluso si tienen igual tono e intensidad.

Propagación y Fenómenos Ondulatorios

La velocidad de propagación del sonido depende del medio en que se desplaza, fundamentalmente de su elasticidad y densidad. En medios gaseosos, depende de la temperatura; en el aire, es de aproximadamente 330 m/s.

Refracción del sonido

Es el cambio de velocidad de propagación cuando una onda pasa de un medio a otro, lo cual provoca también un cambio en la dirección de la onda.

Reflexión del sonido

Ocurre cuando una onda se propaga en un medio y encuentra la superficie de separación de otro (ej. una pared), reflejándose y continuando su propagación en el primer medio con una dirección distinta.

• Reflexión especular: Cuando la superficie reflectora no tiene irregularidades y los frentes de onda planos se reflejan de forma plana.
• Eco: Cuando es posible distinguir el sonido emitido del sonido reflejado.

Interferencia y Difracción

Interferencia: Ocurre cuando las ondas se superponen en un medio. Existen dos tipos:

• Constructiva: Produce una onda de amplitud doble con igual frecuencia y velocidad.
• Destructiva: El resultado es nulo, produciendo silencio.

Difracción: Fenómeno por el cual las ondas se "dispersan" y cambian su curvatura al encontrar obstáculos.

Intensidad y Resonancia

Intensidad sonora:

• Se relaciona con el valor máximo de presión generado por la vibración.
• Representa la energía por unidad de tiempo y área (W/m²).
• Rango del oído humano:
  • Máximo: 10² W/m²
  • Mínimo: 10⁻¹² W/m²

Resonancia: Cuando se aplica una fuerza externa a un sistema con su misma frecuencia natural, ocurre un aumento significativo en la amplitud de las oscilaciones.