En este post veremos qué es el sonido, cómo se produce el ruido y las propiedades físicas de las que dependen.
¿Qué es el sonido?
El sonido es la respuesta sensorial a las ondas acústicas. Esta sensación que se produce principalmente a través del oído, pero en casos extremos se puede percibir en otras zonas corporales en forma de vibraciones.
Por tanto el sonido es una sensación auditiva producida por una onda acústica.
El sonido puede ser agradable o desagradable y esto depende en gran medida de la apreciación subjetiva de cada individuo. Si el sonido es desagradable diremos que lo que escuchamos es ruido.
¿Qué es el ruido?
Definiremos, por tanto, el ruido como un sonido desagradable al oído. Sin embargo, a partir de ciertos límites todos los sonidos pueden llegar a ser muy peligrosos para la salud, especialmente para el oído. Si el ruido se prolonga en el tiempo puede causas daños psicológicos derivados del estrés, falta de descanso…
Propiedades físicas del sonido
Las propiedades físicas que caracterizan el sonido son las mismas que caracterizan cualquier otro tipo de movimiento ondulatorio: la frecuencia, el periodo, la longitud de onda, y la amplitud con la que se relaciona la intensidad de la onda.
La Frecuencia
Frecuencia, f: es la magnitud física que nos indica el número de veces que la presión oscila alrededor de la presión de equilibrio.
Su unidad es el hertzio (Hz) o ciclo/segundo.
El oído del hombre tiene una percepción que va desde los 20 Hz hasta los 20 kHz de frecuencia.
Con la frecuencia está relacionado el tono. Los tonos graves se corresponden a frecuencias bajas mientras que tonos agudos corresponden a altas frecuencias.
De esta forma los 20 Hz de percepción del oido corresponden a un tono extremadamente grave, mientras que los 20 kHz de percepción se asociarán con un tono muy agudo.
Los tonos extremos son prácticamente inaudibles y su percepción dependerá mucho de la capacidad auditiva de cada persona.
El periodo
El Periodo T: es el inverso de la frecuencia. El periodo indica lo que tarda en producirse una oscilación completa y su unidad es el segundo s.
Según esto a tonos altos le corresponden periodos cortos y a tonos bajos periodos más largos.
La longitud de onda
La Longitud de onda, λ, es la distancia que recorre la onda sonora en un periodo, o bien la distancia entre dos posiciones consecutivas en las que las características de la onda son las mismas. Su unidad es el metro m.
Las tres magnitudes dadas se relacionan con la velocidad de la onda (v) mediante la siguiente fórmula: v =λ f.
Los valores de la longitud de onda correspondientes a los extremos de los sonidos audibles por el ser humano son 17 m para la frecuencia de 20 Hz y 17 mm para la frecuencia de 20 kHz
Amplitud
La Amplitud, A(r, t), indica el estado de la perturbación en un instante t y lugar determinado r(x,y,z).
Intensidad sonora
La Intensidad sonora, I, se relaciona con la amplitud y es la medida de la energía transportada por la onda que atraviesa una unidad de superficie en la unidad de tiempo.
La unidad de la intensidad sonora es el vatio dividido por metro al cuadrado y segundo o Wm-2s-1.
Frente de Onda
El lugar geométrico de los puntos del espacio que tienen el mismo estado vibratorio, es decir la misma amplitud f(x, t), se denomina frente de onda.
Si la onda se mueve en una dirección los frentes de onda son superficies planas normales a dicha dirección y la onda se denomina onda plana.
Si la onda sonora se expande en esferas concéntricas a partir del foco se tendrá una onda esférica.
Una onda esférica lo suficientemente alejada del foco se puede considerar plana, dado que el plano tangente a la superficie esférica tiende a confundirse con dicha superficie.
