Definición de acústica

La acústica es la ciencia que estudia el sonido, su transmisión, efectos, transmisiones y las ondas mecánicas que se propagan a través de la materia tanto sólida como líquida o gaseosa no pueden propagarse en el vacío por medio de modelos físicos y matemáticos.

Fenómenos acústicos ¿Qué son y cuáles son?

Efecto Doppler: “En ondas sonoras se refiere al cambio de frecuencia que sufren las ondas cuando la fuente emisora de ondas y/o el observador se encuentra en movimiento relativo al medio. La frecuencia aumenta cuando la fuente y el receptor se acercan y disminuye cuando se alejan.

Absorción: Cuando una onda sonora llega a una pared rígida (ideal) se refleja totalmente ya  que la pared no se mueve y no absorbe energía de la onda. Las paredes reales no son nunca completamente rígidas, por lo que pueden absorber parte de la energía de las ondas incidentes.

Reflexión y refracción. Transmisión: Cuando una onda incide sobre una superficie límite de dos medios, de distintas propiedades mecánicas, ópticas, etc., parte de la onda se refleja, parte se disipa y parte se transmite. La velocidad de propagación de las ondas (v) cambia al pasar de un medio a otro, pero no cambia la frecuencia angular (w). Cuando la onda incidente llega formando con la superficie límite un ángulo cualquiera, la onda transmitida modifica su dirección original acercándose o alejándose de la normal. A esta desviación del rayo transmitido se le denomina refracción.

Difracción: La difracción consiste en que una onda puede rodear un obstáculo o propagarse a través de una pequeña abertura. Aunque este fenómeno es general, su magnitud depende de la relación que existe entre la longitud de onda y el tamaño del obstáculo o abertura. Si una abertura (obstáculo) es grande en comparación con la longitud de onda, el efecto de la difracción es pequeño, y la onda se propaga en líneas rectas o rayos, de forma semejante a como lo hace un haz de partículas. Sin embargo, cuando el tamaño de la abertura (obstáculo) es comparable a la longitud de onda, los efectos de la difracción son grandes y la onda no se propaga simplemente en la dirección de los rayos rectilíneos, sino que se dispersa como si procediese de una fuente puntual localizada en la abertura. 

Las longitudes de onda del sonido audible están entre 3 cm y 12 m, y  son habitualmente grandes comparadas con los obstáculos y aberturas (por ejemplo puertas o ventanas), por lo que la desviación de las ondas rodeando las esquinas es un fenómeno común.” (GA. 2003)

Eco y reverberación: “El eco es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja perpendicularmente en una pared. El oído puede distinguir separadamente sensaciones que estén por encima del tiempo de persistencia, que es 0.1 s para sonidos musicales y 0.07 s para sonidos secos (palabra). Por tanto, si el oído capta un sonido directo y, después de los tiempos de persistencia especificados, capta el sonido reflejado, se apreciará el efecto del eco”. (Fernando P. 2015)

“La reverberación es un fenómeno derivado de la reflexión del sonido dentro de un espacio cerrado. Consiste en una ligera prolongación del sonido una vez que se ha extinguido el de la fuente original. Esta prolongación es debida a las ondas reflejadas por las diferentes superficies del espacio como las paredes, suelo y techo del mismo.” (GA. 2003)

Cualidades del sonido

Las cualidades del sonido son aquellas características que permiten diferenciar unos sonidos de otros. En la audición subjetiva se distinguen 3 cualidades del sonido: El tono o altura, la intensidad y el timbre.            

Tono o altura: Es la característica del sonido por el cual el oído humano distingue sonidos graves  y sonidos agudos. El tono o altura se relaciona con la frecuencia del sonido, por lo tanto el tono puede ser  AGUDO o GRAVE:

1. Tono agudo:     Si la frecuencia del sonido es alta
2. Tono grave:      Se presenta si la frecuencia es baja.

Intensidad: Es la  característica del sonido por el cual el oído distingue sonidos fuertes y sonidos débiles. La intensidad puede ser física o auditiva.

            Intensidad física: 

P            Podemos decir que la intensidad física se relaciona con la cantidad de energía que transporta la onda sonora en la unidad de tiempo, a través de la unidad de superficie, tomada perpendicularmente  a la dirección en que se propaga la onda, es decir:

In            Intensidad auditiva: 

           Es la sensación    percibida  por   nuestro  oído, depende  de  la intensidad física y de otros factores característicos de nuestro aparato auditivo. La intensidad auditiva (B) que produce un sonido determinado será proporcional al logaritmo decimal de la relación entre la intensidad física (I) del sonido que se quiere medir  y la intensidad (Io)  del sonido mínimo audible por el hombre, es decir:
     

Timbre: Es una característica del sonido que nos permite identificar o diferenciar la fuente que emite el sonido. (GA. 2003)

Diferencias entre eco y reverberación

La diferencia entre el eco y la reverberación es Como el ser humano puede distinguir diferentes sonidos separados por un tiempo mayor a 0.1 segundos, entonces si el retardo de una onda reflejada es mayor a 0.1 s, tenemos eco. Si el retardo es menor a 0.1s tenemos reverberación. (Medina J. C. 2010)

 

En que medio elástico se propaga el sonido más rápido

El sonido viaja a mayor velocidad en los sólidos que en los líquidos o gases. Esto se debe a que la velocidad de las ondas mecánicas es determinada por una relación entre las propiedades elásticas del medio en que se propagan y la masa por unidad de volumen de esta densidad. (CONICYT 2014)

¿En que consiste el Efecto Doppler?

El efecto Doppler  consiste en una variación de la frecuencia y la longitud de onda recibidas respecto de la frecuencia y la longitud de onda emitidas, que es causada por el movimiento relativo entre el foco emisor de las ondas y el receptor. Fue propuesto por Cristian Doppler (1803-1853) en 1842 en un trabajo llamado "Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros". Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno en 1848 (en Francia se conoce como efecto Doppler-Fizeau). (IES, 2011)

Experimento de sonido acústico

-Materiales

• Dos copas de cristal
• Dos cerillos (también conocidos como fósforos)

-Procedimiento
Pon las dos copas de cristal juntas, pero sin que se toquen. Sobre una de ellas, coloca dos cerillos, como se aprecia en la imagen.

Ahora moja la yema de tu dedo índice, y comienza a recorrer el borde de la otra copa. Varía la presión que realizas, y la velocidad, hasta escuchar un zumbido. Te darás cuenta porque es muy molesto. Verás cómo los cerillos comienzan a moverse sin que nada ni nadie los toque

Bibliografías

GA (2003). Fenómenos acústicos. Recuperado el 03 de Noviembre de 2017 de http://www.ehu.eus/acustica/espanol/basico/feaces/feaces.htm

Fernando P. (2015). Ondas Sonoras; Fenómenos acústicos. Recuperado el 4 de Noviembre del 2017 de http://ondassonoras2015.blogspot.mx/2015/03/fenomenos-acusticos.html

Medina J. C. (2010) Diferencias entre eco y reservación. Recuperado el 3 de Noviembre del 2017 de http://sonidosconelia.blogspot.mx/2010/03/eco-y-reverberacion.html

CONICYT (2014) Métodos de propagación. Recuperado el 3 de Noviembre del 2012 de http://www.explora.cl/455-sabias-que/sabias-física/1365-descubre-sabias-numeros-fisica-16

IES (2011) Método Doppler. Recuperado el 3 de Noviembre del 2017 de http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/fisica/Ondas/Ondas13.htm