Sonido
Transmisión
del sonido en un fluido. Se produce una onda de presión por compresión, que
hace que el resto de las partículas se compriman entre ellas.
El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a
través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento
vibratorio de un cuerpo.
El sonido humanamente audible
consiste en ondas sonoras que producen
oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en
el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar
en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión.1 En los cuerpos sólidos la propagación del sonido
involucra variaciones del estado dimensional del medio.
El sonido es un fenómeno
vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es
necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a
través de diversos
medios elásticos, entre los más comunes se encuentran
el aire y el agua. La fonética acústica concentra su interés especialmente en
los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben, y cómo se pueden
describir gráfica y/o cuantitativa mente.
Frecuencia de sonido
La frecuencia del sonido
hace referencia a la cantidad de veces que vibra el aire que transmite ese
sonido en un segundo. La unidad de medida de la frecuencia son los Hertzios
(Hz). La medición de la onda puede comenzarse en cualquier punto de la misma.
Para que el ser humano pueda oír un determinado sonido su frecuencia debe estar comprendida entre los 20 y los 20.000 Hz.
Para que el ser humano pueda oír un determinado sonido su frecuencia debe estar comprendida entre los 20 y los 20.000 Hz.
Ultrasonidos e infrasonidos
Las
vibraciones de aire que oscilan un número de veces superior a 20.000 Hz se
denominan ultrasonidos. Los ultrasonidos son perceptibles por algunas especies
animales como los murciélagos o los delfines. También son utilizados con fines
médicos en distintas terapias curativas, tratamientos o sistemas de
diagnóstico.
Los infrasonidos, en cambio, son aquellos cuya frecuencia sonora está por debajo de los 20 Hz. Este tipo de frecuencia es audible para especies como elefantes, tigres o ballenas.
Los infrasonidos, en cambio, son aquellos cuya frecuencia sonora está por debajo de los 20 Hz. Este tipo de frecuencia es audible para especies como elefantes, tigres o ballenas.
Tonos graves,
agudos y medios
La frecuencia
del sonido está relacionada con la altura de la oscilación de la onda sonora.
La altura del sonido es perceptible sólo si la frecuencia de su oscilación es
la misma en un intervalo de tiempo mínimo.
Los sonidos agudos tienen una altura más elevada y mayor frecuencia que los sonidos graves. La frecuencia del sonido de los tonos agudos oscila entre los 2000 y los 4000 Hz mientras los graves van desde los 125 a los 250 Hz. Los tonos medios tienen una frecuencia de oscilación entre 500 a 1000 Hz.
Los sonidos agudos tienen una altura más elevada y mayor frecuencia que los sonidos graves. La frecuencia del sonido de los tonos agudos oscila entre los 2000 y los 4000 Hz mientras los graves van desde los 125 a los 250 Hz. Los tonos medios tienen una frecuencia de oscilación entre 500 a 1000 Hz.
Rango audible
Un oído sano y joven es sensible a las
frecuencias comprendidas entre los 20 Hz y los 20 kHz. No obstante, este margen varía según cada persona y se
reduce con la edad (llamamos presbiacusia a la pérdida de audición con la edad). Este rango equivale muy
aproximadamente a diez octavas completas (210=1024). Frecuencias más
graves incluso de hasta 4 ciclos por segundo son perceptibles a través del
tacto, cuando la amplitud del sonido genera una presión suficiente.
Fuera del espectro audible:
1. Tonos graves (frecuencias bajas, correspondientes a las
4 primeras octavas, esto es, desde los 16 Hz a los 256 Hz).
2. Tonos medios (frecuencias medias, correspondientes a
las octavas quinta, sexta y séptima, esto es, de 256 Hz a 2 kHz).
3. Tonos agudos (frecuencias altas, correspondientes a las
tres últimas octavas, esto es, de 2 kHz hasta poco más de 16 kHz).
El término de octava se toma de una escala musical. La octava es el intervalo entre dos sonidos
que tienen una relación de frecuencias igual a 1:2 y que corresponde a ocho
notas de una escala musical diatónica; o trece en una escala cromática. Por
ejemplo: si comenzamos con una nota como DO, la octava completa será:
DO-RE-MI-FA-SOL-LA-SI-DO. Si el primer LA estaba afinado en 440 Hz el segundo
LA (octava siguiente) estará en 880 Hz.
El valor máximo de las frecuencias de cada
octava es el doble del de la anterior.
1. La primera y segunda
octava (los tonos más graves, 16 - 64 Hz). No todas las personas son capaces de
percibirlos, depende de la sensibilidad del oído de cada persona.
2. La tercera y cuarta
octava (tonos graves medios, 64 - 250 Hz).
3. La Quinta, Sexta y
Séptima octava (tonos medios, 250 Hz – 2.000 Hz). Contienen el tono fundamental
y los primeros armónicos de la mayoría de las fuentes sonoras.
4. La octava octava (tonos
agudos, 2.000 Hz – 4.096 Hz). Comprende el margen en que el oído humano tiene
mayor sensibilidad.
5. La novena y décima
octava (tonos agudos de frecuencia alta, 4.097 a 16.000 Hz). Corresponden a un
chirrido desagradable y por ello no se utilizan para hacer música.
6. La undécima octava (los
tonos más agudos del espectro audible, 16.000 a 20.000 Hz). No todas las
personas son capaces de percibirlos, depende de la sensibilidad del oído de
cada persona.
La octava se puede dividir en valores más
pequeños, por ejemplo: la media octava (divide cada octava en dos) y el tercio de octava (cada intervalo de la octava se divide en tres partes).
En la práctica musical
occidental la octava suele dividirse en una escala cromática,
compuesta por 12 semitonos que determina lo que se conoce
como altura musical
La amplitud de un sonido corresponde a la magnitud del cambio, sea
este positivo o negativo, de la presión atmosférica causado por la compresión y
rarefacción de las ondas acústicas. Esta cantidad es un indicador de la
magnitud de energía acústica de un sonido y es el factor que determina que tan
fuerte se percibe un sonido. Por lo general, la amplitud se mide en . El
rango de amplitudes perceptible por el ser humano va desde los 0.00002 hasta los 200 , donde
el cuerpo entero siente las vibraciones.
La intensidad del sonido caracteriza la
razón a la cual la energía es entregada en la sensación audible asociada con la
amplitud. Suponiendo una fuente puntual que irradia energía uniforme en todas
las direcciones, entonces la presión sonora varía en forma inversamente
proporcional a la distancia medida desde la fuente y la intensidad cambia en
forma inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
