Generalidades del Sonido

Es casi imposible imaginarnos un mundo sin sonido..
Está ahí todo el tiempo, desde el momento en que despertamos, hasta el momento en que volvemos a caer dormidos. El sonido es un fenómeno fascinante, y con esta nueva entrada, veremos cómo es que funciona..

Qué es el sonido?

El sonido es energía en forma de ondas producidas por la vibración de las cosas. Si tocas la cuerda de una guitarra, haces que vibre rápidamente, que a su vez, hace que vibre el aire alrededor. El aire lleva esta energía en todas direcciones, hasta que el aire dentro de nuestros oidos empieza a vibrar también. Ahí es cuando percibimos la vibración, como el sonido de una cuerda. En esta entrada, explicaremos sólo el proceso físico del sonido, la percepción quedará para después.

El sonido viaja desde una fuente definida, justo como la luz, pero a contrario de ella, que puede viajar en el vacio del espacio, el sonido necesita un medio por el cual transmitirse.

El primer científico en descubrir que el sonido necesita este medio, fue el científico inglés Robert Boyle. El experimento que hizo consistió en poner un reloj con alarma sonando en un frasco de vidrio y absorber todo el aire. El sonido dejó de escucharse conforme dejó de haber aire por el cual transmitirse.

Cómo es que viaja el sonido?

Cuando escuchas cualquier cosa, estás escuchando energía que hizo un viaje. Se tuvo que originar en algún lado, y viajó hasta tu oido, justo como viajan las olas en el agua. Si lanzas una piedra a un lago, cuando toque la superficie, creará ondas, que viajaran por la superficie del agua, y que terminarán llegando a la orilla.
La diferencia con el agua, es que las ondas de sonido empujan y jalan el aire para propagarse, a contrario del agua, en la que sus moléculas se mueven de arriba hacia abajo. El aire comprime el aire en ciertas partes, mientras que en otras lo estira, creando un patrón.

Comportamiento de la energía en el agua/luz

Comportamiento del sonido

Así como el agua que choca con los rompeolas y toma una nueva dirección con casi la misma fuerza, hace remolinos, crestas en las olas y más cosas, el sonido también hace cosas interesantes. Estos efectos son en realidad la forma en que se transmite la energía en los diferentes medios. Puedes reflejar el sonido en una pared de la misma forma que reflejas luz en un espejo, y el agua que choca con una pared. En el sonido, ésto es el eco.

Las ondas de sonido pierden energía conforme viajan por el medio. Es por eso que dejamos de escuchar cosas que están lejos, la onda tiene que viajar más distancia, y pierde energía en el camino.

También, las ondas de sonido se comportan como el agua, expandiendose en circulos. Es por eso que podemos escuchar del otro lado de la esquina. A este fenómeno se le conoce como difracción.

La medición de las ondas.

Todas las ondas de sonido son iguales, van por el medio haciendo que los átomos y moléculas se muevan atrás y adelante. Pero también son diferentes. Diferentes para los diferentes sonidos graves, agudos; fuertes, bajos, incluso instrumentos musicales tocando la misma nota hacen un sonido diferente.

Las energía que viaja por las ondas hace que las ondas de sonido tengan un patrón definido. Dependiendo de una amplitud grande o pequeña, se escucha fuerte o quedo, respectivamente.

La frecuencia con que un patrón se repite, le da el tono. Ondas con menor frecuencia, se perciben como más agudas.

Cómo se explica que dos instrumentos musicales creen ondas de igual amplitud y frecuencia, y aún así suenen diferente? La respuesta es que sus ondas no son identicas. Cualquier fuente de sonido produce muchas ondas al mismo tiempo. Hay una onda Fundamental, y sobre ella, hay varios tonos más agudos, llamados harmónicos, o sobretonos. Cada harmónico es exactamente dos o tres o más veces más agudo que el fundamental. La combinación de la onda fundamental con sus harmónicos es conocida como timbre, o la calidad del sonido. Éstas ondas se juntan para darle una forma definida a cada onda, y por lo tanto suenan diferente unos de otros.

La velocidad del sonido.

Cuando sabemos que el sonido son ondas, podemos saber que la velocidad del sonido es la rapidez con que viajan éstas de un lugar a otro. Y como sabemos también que el sonido son vibraciones del medio en que se dispersa, sabemos que no hay una velocidad definida para el sonido, ya que depende de la facilidad en que se pueda propagar en el medio. Sabemos que el sonido viaja más rápido en sólidos que en líquidos, y más rapido en líquidos que en gases. Por ejemplo, viaja 15 veces más rápido en metal que en aire, y 4 veces más rápido en agua que en aire. Entonces, si es tan variable, a qué nos referimos cuando decimos que un jet "rompió la barrera del sonido"? Se dice que rompió la barrera del sonido cuando el jet ha acelerado al punto en que va más rápido que las ondas de sonido generadas por sus turbinas, generando un boom sónico.




La velocidad del sonido en el aire es de aproximadamente 1220 km/h, lo que es igual a 340 m/s. Si la comparamos con la velocidad de la luz, 300,000,000 m/s, nos damos cuenta que la velocidad del sonido va a paso de caracol en comparación. Es por eso que vemos el rayo primero, y después escuchamos el trueno.

Todavía queda mucho que decir sobre el sonido y sus múltiples efectos y propiedades interesantes, pero lo dejaremos para entradas futuras, donde las iremos tratando con más detalle. Mientras tanto, comenten debajo con sus pensamientos acerca de éste fenómeno tan fascinante!