Acústica

·         Acústica (definición)

“La acústica es la rama de la física que estudia todos los fenómenos físicos que están vinculados a la generación, propagación y detección de ondas mecánicas que se escuchan en una banda de frecuencias, que se hacen llamar las ondas sonoras.” Acústica es la ciencia ínter disciplinaria que se ocupa del estudio de todas las ondas mecánicas en gases, líquidos y sólidos como la vibración, sonido, ultrasonido e infrasonido. 

·         ¿En qué consisten los fenómenos acústicos?

La aplicación de la acústica se puede ver en casi todos los aspectos de la sociedad moderna con la más obvia que es la industria de control de audio y el ruido. En diversos espectáculos musicales e incluso en nuestros celulares están plasmados los avances de la acústica.

Absorción: 

Cuando una onda mecánica llega a una pared rígida se refleja totalmente ya que la pared no se mueve y no absorbe energía de la onda.

Reflexión y refracción. Transmisión. 


Cuando una onda mecánica 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. 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.  

Difracción:

 La difracción consiste en que una onda mecánica puede rodear  un obstáculo o propagarse 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.

 Radiación:

Se denomina radiación al proceso por el que la energía sonora se transmite de una fuente vibrante a un medio.

·         Cualidades del sonido

Generalmente se utilizan cuatro cualidades subjetivas para describir un sonido musical: intensidad, tono, timbre y duración. Cada uno de estos atributos depende de uno o más parámetros físicos que pueden ser medidos. La altura o tono. Está determinado por la frecuencia de la onda. Medimos esta característica en ciclos por segundos o Hercios (Hz). Para que podamos percibir los humanos un sonido, éste debe estar comprendido en la franja de 20 y 20.000 Hz. Por debajo tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos.   SONIDO AGUDO                                 SONIDO GRAVE La intensidad. Nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil. Está determinado por la cantidad de energía de la onda. Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonó metro y los resultados se expresan en decibles (dB).     SONIDO FUERTE                                                                             SONIDO SUAVE La duración. Esta cualidad está relacionada con el tiempo de vibración del objeto. Por ejemplo, podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc. SONIDO LARGO                            SONIDO CORTO El timbre. Es la cualidad que permite distinguir la fuente sonora. Cada material vibra de una forma diferente provocando ondas sonoras complejas que lo identifican. Por ejemplo, no suena lo mismo un clarinete que un piano aunque interpreten la misma melodía.   SONIDO FUNDAMENTAL                  SONIDO COMPLEJO ·         Diferencia entre el eco y la reverberación • EL ECO: Las ondas sonoras sufren una reflexión parcial al chocar con la superficie de un medio cualquiera de distinta densidad a la del medio en que se propagaban. Esta es la causa de una pérdida de energía vibrante y en, consecuencia de amplitud; al disminuir ésta, la intensidad del sonido se hace menor 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. Para que se produzca eco, la superficie reflectan te debe estar separada del foco sonoro una determinada distancia: 17 m para sonidos musicales y 11.34 m para sonidos secos.  • LA REVERBERACIÓN: Es el fenómeno de sucesivas reflexiones del sonido en distintas superficies. Se produce reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del sonido. Se produce reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del sonido. Este fenómeno es de suma importancia, ya que se produce en cualquier recinto en el que se propaga una onda sonora. El oyente no sólo percibe la onda directa, sino las sucesivas reflexiones que la misma produce en las distintas superficies del recinto. Controlando adecuadamente este efecto se contribuye a mejorar las condiciones acústicas de locales tales como teatros, salas de concierto y, en general, todo tipo de salas. La característica que define la reverberación de un local se denomina tiempo de reverberación. Se define como el tiempo que transcurre hasta que la intensidad del sonido queda reducida a una millonésima de su valor inicial. ·         Velocidad en la que viaja el sonido en los diferentes medios elásticos “La velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas mecánicas longitudinales, producidas por variaciones de presión del medio. Estas variaciones de presión generan en el cerebro la sensación del sonido.” “La velocidad de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera.” “En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos mayores que en los gases.” ·         La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 ºC) es de 340 m/s. ·                                En el agua es de 1.600 m/s                  En la madera es de 3.900 m/s                  En el acero es de 5.100 m/s. ·         El efecto de Doppler El 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 encuentran en movimiento relativo al medio. La frecuencia aumenta cuando la fuente y el receptor se acercan y disminuye cuando se alejan. 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 Dopple Mientras el foco emisor permanece en reposo, los frentes de onda son con céntricos alrededor de él y tienen la misma separación en todas las direcciones. En cualquier lugar, la longitud de onda y la frecuencia recibidas son iguales a las emitidas. No se produce efecto Doppler. Sin embargo cuando el foco se desplaza va emitiendo los frentes de onda sucesivos desde diferentes posiciones. Como la velocidad de propagación de la onda es independiente de ese movimiento del foco, los frentes de onda dejan de ser con céntricos: se aprietan en el sentido hacia donde avanza el foco y se separan en el sentido desde donde se aleja dicho foco. En consecuencia, la longitud de onda recibida es mayor en las zonas que ven alejarse al emisor y es menor en las zonas que lo ven acercarse. Lo contrario le ocurre a la frecuencia El efecto Doppler aumenta al incrementarse la velocidad de propagación del foco aumenta (puedes consultar en el . Si dicha velocidad supera a la propia velocidad de propagación de la onda por el medio, los frentes de onda se agolpan en la dirección hacia la que avanza el foco, adquiriendo un perfil especial. Se dice en este caso que se produce una onda de choque, porque el foco emisor "rompe" una barrera que forman en el medio los frentes de onda que él mismo emite. Así lo hace, por ejemplo, la proa afilada de un barco cuando avanza a una velocidad suficiente y atraviesa las olas que el propio barco genera o un avión cuando avanza por el aire a una velocidad mayor que la del sonido. BIBLIOGRÁFICAS: http://fisica3ugm.blogspot.mx/2008/12/fenmenos-acsticos.html http://www.ehu.es/acustica/bachillerato/casoes/casoes.html http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared01/paisaje_sonoro/cualidades.htm http://fisica3ugm.blogspot.mx/2008/12/fenmenos-acsticos.html http://www.ehu.es/acustica/espanol/basico/feaces/feaces.html# http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/Ac%C3%BAstica/Velocidad_del_sonido http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Ondas/Ondas13.htm http://www.ehu.es/acustica/espanol/basico/feaces/feaces.html