Es prácticamente imposible imaginar el mundo sin sonido. Probablemente sea la primera cosa que experimentes cuando te levantes por la mañana – cuando escuchas los pitidos de tu despertador. El sonido llena nuestros días de significado y de emociones; cuando hablamos con otras personas, cuando disfrutamos de la música o cuando escuchamos programas interesantes tanto en la radio como en la televisión. Puede ser la última cosa que escuches en la noche en forma de latido del corazón o de respiraciones pausadas. El sonido es fascinante, así que echemos un vistazo en más detalle a este fenómeno.
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¿Qué es el sonido?
El sonido es la energía que producen las cosas cuando vibran (avanzan y retroceden rápidamente). Si golpeas un tambor, harás que la piel que lo recubra vibre a gran velocidad (es tan rápido que normalmente no logras verlo), forzando a que el aire lo rodee y vibre. Como el aire del objeto se mueve, transmite esta energía hacia todas las direcciones. Finalmente, el aire que entra en tus oídos comienza a vibrar, lo que genera que percibas la vibración del tambor como un sonido.
Las ondas de la luz y el sonido se diferencian en que la primera no necesita de un medio
En resumen, hay dos aspectos diferentes en el sonido: hay un proceso físico que produce que la energía del sonido comience y se envíe a través del aire, y hay un proceso psicológico separado que sucede dentro de nuestros oídos y del cerebro, que convierte el sonido entrante en sensaciones que nosotros interpretamos como sonidos, habla y música. Nosotros nos centraren los aspectos físicos del sonido.
El sonido y la luz tienen algunas similitudes. Por ejemplo, ambos son capaces de propagarse a través de un medio definido (como el aire, el vidrio, etc), del mismo modo que la luz de una bombilla se propaga a través del aire o el agua. Al ser ondas, su frecuencia le otorga un «tono» al sonido y le da «color» a la luz, aunque ambas tengan velocidades diferentes de propagación que varían con el medio que utilizan
Sin embargo, también existen algunas diferencias importantes entre la luz y el sonido. Sabemos que la luz puede viajar a través del vacío porque los rayos de solo tienen que atravesar el vacío del espacio para alcanzarnos en la Tierra. No obstante, el sonido no puede viajar a través del vacío: siempre tiene que tener algún medio a través del que viajar, como el aire, el agua, el cristal o el metal.
La primera persona en descubrir que el sonido necesitaba un medio fue el brillante científico inglés Robert Boyle (1627-1691). Llevó a cabo un experimento clásico que probablemente hayas realizado en clase: programó la alarma de un reloj y lo colocó dentro de una gran jarra de cristal, mientras el rojo seguía sonando, aspiró todo el aire que contenía el recipiente con una bomba. A medida que el aire iba desapareciendo, el sonido iba muriendo porque no existía ningún medio a través del que poder viajar en su interior.
¿Cómo viaja el sonido?
Cuando escuchas la alarma de tu despertador estás escuchando la energía de un viaje; se pone en marcha desde algún lugar de dentro del reloj, viaja a través del aire, y llega de alguna hora a tus oídos. Es parecido a cómo las olas del mar viajan: comienzan en algún lugar donde el viento está soplando el agua (la fuente original de energía, como la campana o el zumbador de dentro de tu despertador), viaja a través de la superficie del océano (este es el medio que permite que las ondas viajen), y eventualmente termina en la playa (de forma similar a cómo el sonido entra en tus oídos).
La amplitud de la onda puede variar en todo momento dependiendo del sonido
Hay una importancia crucial entre las ondas que bombean por encima del mar y las ondas de sonido que alcanzan nuestros oídos. Las ondas del mar viajan como vibraciones de altos y bajos: el mar se mueve hacia arriba y hacia abajo (sin moverse realmente hacia ningún lugar) a medida que la energía de la onda viaja hacia delante. Estas ondas son conocidas como ondas transversales. Esto significa que el agua vibra en ángulo recto a la dirección en la que las ondas viajan.
Las ondas del sonido funcionan de una forma totalmente diferente. Como la onda se mueve hacia delante, esto genera que se junte con el aire en algunos lugares y se separe en otros. Esto crea un patrón alternativo de áreas juntas y aplastadas conocido como compresiones, y de áreas extendidas, conocido como rarefacciones.
En otras palabras, el sonido empuja y tira el aire de ida y vuelta donde el agua se mueve hacia arriba y hacia abajo. Las ondas de agua agitan la energía en la superficie del agua, mientras que las ondas del sonido golpean la energía a través del cuerpo del aire. Las ondas de sonidos son de compresión. Son denominadas longitudinales porque el aire vibra a lo largo de la misma dirección en la que viaja la onda.
¿Cómo se miden las ondas?
Todas las ondas del sonido son la misma: viajan a través de un medio haciendo que los átomos o moléculas vibren hacia adelante o hacia atrás; pero también son diferentes entre sí. Hay sonidos altos y sonidos tranquilos, chillidos agudos y susurros bajos, e incluso dos instrumentos que tocan la misma nota musical pueden llegar a producir ondas sonoras bastante diferentes. ¿Qué hace que suceda esto?
Descripcion detallada de las ondas sonoras.
Cuando un objeto vibra produce una serie de ondas sonoras que conforman un patrón definido. Cada onda puede ser grande o pequeña: las ondas grandes tienen lo que se conoce como una amplitud alta o intensa, que nosotros reconocemos como sonidos más fuertes. Estos son equivalentes a las ondas grandes que se mueven por la superficie del mar (excepto que como recordarás, el aire se mueve hacia delante y hacia atrás, no hacia arriba y hacia abajo como hace el agua).
Además de la amplitud, otro elemento que es necesario conocer de las ondas sonoras es el tono, conocido como frecuencia. Los cantantes de soprano realizan ondas sonoras con un tono muy alto, mientras que los cantantes bajos producen ondas con un tono mucho más bajo. La frecuencia es simplemente el número de ondas que se producen en un segundo. Así que un cantante de soprano produce muchas más ondas en un segundo que un bajo, y un violín tiene una frecuencia más alta que un contrabajo.
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