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ORT - PRODUCCIÓN MUSICAL -
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UNIDAD DIDACTICA 1
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 EL SONIDO
El sonido es un movimiento vibratorio producido por un objeto (la fuente), que se
desplaza a través de un medio elástico (el aire). La onda sonora también puede
desplazarse a través de un medio gaseoso, líquido o sólido. Esta vibración excita
al oído humano produciendo la sensación auditiva.
En esta definición tenemos elementos que se refieren al sonido como un
 Fenómeno
físico:
“movimiento
vibratorio”
y
“medio
elástico”
transmisor de ondas; la onda en sí misma; y como un
 fenómeno
fisiológico,
psicológico
y
comunicacional:
auditiva”.
Ahora bien, la fuente o el origen de toda onda sonora es algo que vibra.
“sensación
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¿CÓMO VIAJA EL SONIDO EN EL AIRE?
El aire se compone de moléculas de gas y tiene *propiedades elásticas (se comprime
y descomprime). Cada molécula de aire entra en oscilación en torno a su punto de
reposo. Es decir, el desplazamiento que sufre cada molécula es pequeño, pero el
movimiento se propaga a través del medio.
Cuando hablemos de un medio, y a no ser que se indique específicamente otra cosa,
nos estaremos refiriendo al aire. Esto se debe a razones prácticas, en la medida en
que el aire es el medio más usual en el que se realiza la propagación del sonido
El aire en tanto medio posee además otras características relevantes para la
propagación del sonido:



la propagación es lineal, que quiere decir que diferentes ondas sonoras
(sonidos) pueden propagarse por el mismo espacio al mismo tiempo sin
afectarse mutuamente.
es un medio no dispersivo, por lo que las ondas se propagan a la misma
velocidad independientemente de su frecuencia o amplitud.
es también un medio homogéneo, de manera que el sonido se propaga
esféricamente, es decir, en todas las direcciones, generando lo que se
denomina un campo sonoro.
Entre la fuente sonora (el cuerpo en oscilación) y el receptor (el ser humano)
tenemos entonces una transmisión de energía pero no un traslado de materia.
_________________________________________________________
* La elasticidad es la propiedad que tiene un material para cambiar de forma en respuesta a una fuerza aplicada, para después
regresar a su forma inicial cuando se retira la fuerza de distorsión
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MOVIMIENTO ONDULATORIO
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El movimiento ondulatorio es el proceso por el cual se propaga *energía de un lugar a
otro sin transferencia de materia, mediante ondas. Hay dos tipos de ondas
diferentes entre si: las ondas mecánicas, que requieren de un medio para propagarse.
Y las ondas electromagnéticas, que no requieren de un medio para propagarse, como,
por ejemplo, la luz. Son ondas de diferente naturaleza.
El sonido es una onda mecánica. Una onda es una perturbación que se propaga por el
espacio. Una onda sonora es una variación local de la densidad o presión (P) de un
medio continuo en función del tiempo. Dicha onda realiza un movimiento ondulatorio.
Al generar una perturbación en un medio elástico, los átomos que conforman al mismo
son desplazados momentáneamente de su punto de origen. Debido a esta elasticidad
del medio, los átomos tienen la capacidad de moverse, volviendo luego a su posición
de origen, previo haber provocado la propagación de la perturbación hacia los átomos
vecinos. Estos últimos, a su vez, transmiten la perturbación recibida a otros, y así
sucesivamente, dando lugar a una reacción en cadena.
Notamos que los átomos, en promedio, permanecen en sus posiciones de equilibrio.
Entonces, lo que se propaga, no es la materia sino su estado de movimiento. O sea, es
una condición dinámica que se transmite de una región a otra.
__________________________________________________________
*El término energía significa actividad, fuerza. La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el
movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas
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Con independencia de la velocidad de la perturbación, todas las ondas que se
propagan a través de cualquier medio (agua, aire o solido)
se llaman ondas
mecánicas.
En términos generales podemos afirmar que
En un movimiento ondulatorio se propaga energía, no materia
No son las moléculas de aire que rodean al cuerpo en oscilación las que hacen entrar
en movimiento al tímpano, sino las que están junto al mismo, que fueron puestas en
movimiento a medida que la onda se fue propagando en el medio.
El (pequeño) desplazamiento (oscilatorio) que sufren las distintas moléculas de aire
genera zonas en las que hay una


Mayor concentración de moléculas (llamada zona de compresión), y zonas en
las que hay una
menor concentración de moléculas (denominada zonas de rarefacción).
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Una compresión corresponde a una región de alta presión y una rarefacción
corresponde a una región de baja presión
Esas zonas de mayor o menor densidad generan una variación alterna en la presión
estática del aire (la presión del aire en ausencia de sonido). Es lo que se conoce como
presión sonora.
SENTIDO DE LA PROPAGACION Y LA OSCILACIÓN
Dependiendo de la relación que exista entre el sentido de la oscilación y el de la
propagación, hablamos de ondas longitudinales, transversales, de torsión, etc. En el
aire el sonido se propaga en forma de ondas longitudinales, es decir, el sentido de
orientación de la oscilación coincide con el de la propagación de la onda.
El sonido es una onda mecánica *longitudinal que se propaga a través de un medio
elástico. El sonido no se propaga en el vacío.Ahora, bien; en función de la dirección de
la perturbación surgen:

Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas
del medio se mueven (ó vibran) paralelamente a la dirección de propagación de
la onda.
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-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas
del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
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Onda longitudinal
Onda transversal
VELOCIDAD DE PROPAGACION DE UNA ONDA ACUSTICA EN LOS DIVERSOS
MEDIOS
La onda acústica se propaga a diferentes velocidades en medios de distinta densidad.
No todas las sustancias propagan el sonido con la misma facilidad; existen buenos y
malos transmisores de sonido. Los gases y las sustancias porosas como el algodón y la
lana, son malos conductores del sonido, razón por la cual se usan como aislantes
acústicos. En general, se propaga a mayor velocidad en líquidos y sólidos que en
gases (como el aire). La velocidad de propagación del sonido es, por ejemplo, de unos
1.509,7 m/s en el agua y de unos 5.930 m/s en el acero y 340 m/s en el aire a una
temperatura de 20º, aproximadamente. Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a
las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese
movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente.
_____________________________________________________
*Una onda longitudinal es una onda en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de
propagación de la onda.
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-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cuadro comparativo de propagación del sonido en diversos medios
MEDIO
TEMPERATURA (C°)
VELOCIDAD (m/s)
Aire
0
331,6
Aire
20
340
Aluminio
17-25
6400
Hierro
17-25
5930
Acero inoxidable
17-25
5740
Vidrio
17-25
5260
Plata
17-25
3700
Oro
17-25
3240
Plomo
17-25
2400
Agua de mar
15
1509
Mercurio
20
1451
Cuando la temperatura del aire aumenta, las moléculas disponen de más energía para
moverse a mayor distancia. Esto facilita la propagación de la onda.
En un medio frío, las moléculas se mueven más lentamente, lo que reduce la velocidad
a la que se transmite el sonido.
GRAFICO DE VELOCIDAD DEL SONIDO SEGÚN LA TEMPERATURA AMBIENTE
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Como se observa en el siguiente cuadro, la velocidad del sonido en el aire aumenta
aproximadamente 6 m/s cada 10 ºC.
Cabe destacar que la velocidad del sonido es independiente de la intensidad de la
perturbación.
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Concluimos que la velocidad de propagación de la onda es
v = m/t
Despejando, m= v . t
por lo tanto t= m/v
Donde; v= velocidad de la onda acústica / m= metros / t= tiempo.
Ej: Se produce un relámpago a 2,04 km de donde te encuentras tu, ¿cuánto tardas en
oírlo si la velocidad del sonido en el aire es de 330 m/s?
Datos:
m = 2,04 km = 2040 m
v = 330 m/s
Aplicando:
v = m/t
por lo tanto t = m/v
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t = (2040 m)/(330 m/s)
t = 6,18 s
COMPONENTES DE UNA ONDA
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La onda más sencilla o fundamental es la SINUSOIDE. Sobre ella identificaremos los
elementos que la caracterizan:
Cresta: La cresta es el punto más alto de dicha amplitud o punto máximo de
saturación de la onda.
Valle: Es el punto más bajo de una onda.
Nodo: El nodo es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio
Semiciclo
positivo
Semiciclo
negativo
PARAMETROS FÍSICOS DE UNA ONDA
La onda sonora realiza un movimiento ondulatorio, y como tal, viene definida por los
siguientes *parámetros físicos: longitud de onda (letra griega λ), frecuencia (f),
velocidad (c), período (T) y amplitud (A)
Período: Es el tiempo (T) que tarda en producirse un ciclo completo de la onda
sonora. Se expresa en segundos o milisegundos (seg. /mseg)
*Un parámetro es una información o datos (variable) necesarios para analizar o valorar una situación o algún
elemento.
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Frecuencia: (f) Es el número de veces que se repite un ciclo por segundo,o lo que es
lo mismo, la cantidad de perturbaciones por segundo. Se expresa en “ciclos por
segundo”(cps) o Hertz (Hz). También se utiliza el KiloHertz (KHz) que equivale a
1000 Hz.
La relación entre frecuencia (f) y período (T) es:
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:.
En las cuales si T se expresa en s, entonces f se expresa en Hz, y si T se expresa en
ms, f se expresa en kHz.
Teniendo en cuenta esta relación, podemos decir, que si se conoce la frecuencia de
una onda, se puede determinar su período, y viceversa. De esta relación también
podemos concluir que cuanto más grave sea la frecuencia, menor cantidad de ciclos
por segundo tendrá.
Tengamos presente que la frecuencia de una onda de sonido es igual a la frecuencia
de su fuente vibratoria.
Los seres humanos tenemos un rango auditivo que oscila entre los 20 Hz y los 20.000
Hz. Existen ondas sonoras con frecuencias que se encuentran fuera de este
rango,(infrasonidos y ultrasonidos) y que son audibles para algunos animales.
Los infrasonidos son ondas sonoras cuya frecuencia es inferior a los 20 Hz, tienen
una gran longitud de onda y baja frecuencia, lo que les permite viajar a mayores
distancias que las ondas que poseen frecuencias superiores. Los infrasonidos
producidos y detectados por los animales pueden viajar por la atmósfera, el agua y el
suelo.
Algunas fuentes de infrasonido son: elefantes, rinocerontes, hipopótamos, palomas,
erupciones volcánicas, olas del mar, terremotos, tornados, etc.
Los ultrasonidos son todos aquellos sonidos de frecuencia superior a 20.000Hz.
Existen animales capaces de oír más allá de esa frecuencia. Algunos ejemplos son los
siguientes:
Gatos --> hasta 50.000 Hz
Ratones --> hasta 80.000 Hz
Delfines --> hasta 150.000 Hz
Murciélagos --> hasta 175.000 Hz
Un uso especial de los ultrasonidos es la ecolocalización.
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Amplitud: La amplitud de una onda o vibración, es el desplazamiento máximo a cada
lado de la posición de equilibrio (punto de equilibrio). Hay que tener presente que hay
ondas cuya amplitud es variable, es decir, crece o decrece con el paso del tiempo. En
otras palabras, la distancia por encina o por debajo de la línea central de una forma
de onda representa la amplitud de la señal. Cuanto mayor es la distancia, mayor será
la variación de presión
La amplitud mide la cantidad de energía de una onda.
GRAFICO DE SINUSOIDE DESTACANDO EN COLOR VERDE, LA AMPLITUD.
Punto de
equilibrio
En el caso de la onda acústica, la amplitud de la onda, está vinculada a la intensidad
sonora. La intensidad es una propiedad del sonido que se relaciona con la energía de
vibración de la fuente que emite la onda sonora. Al propagarse, esta onda transporta
energía, distribuyéndola en todas direcciones. Cuanto mayor sea la cantidad de
energía (por unidad de tiempo) que una onda transporta hasta nuestro oído, tanto
mayor será la intensidad del sonido que percibiremos. Ahora, la cantidad de energía
transportada por una onda es tanto mayor cuanto mayor sea la amplitud de la misma.
Entonces podemos afirmar que
La intensidad de un sonido es mayor, cuando así lo es la amplitud de la onda
sonora.
GRAFICO SEÑALANDO LA DIVERSIDAD DE AMPLITUD EN UNA SINUSOIDE
Mayor
amplitud/mayor
intensidad
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Menor
amplitud/menor
intensidad
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La intensidad del sonido se mide en una unidad denominada bel (en homenaje a
Alexander Graham Bell). En la práctica, un submúltiplo de esta unidad es lo que más
se usa: decibel (dB).
Por el momento, sólo diremos que el decibelio es una unidad relativa que expresa la
relación entre dos magnitudes en una escala logarítmica. (Más adelante trataremos el
tema decibelios).
Debemos tener en cuenta que la amplitud de una señal de vibración se puede
expresar en términos de nivel "pico." o nivel "pico a pico" y se aplican a la medición de
la amplitud.
La amplitud “Pico” es la distancia máxima de la onda (cresta) al punto cero o punto
de equilibrio. La amplitud “Pico a Pico” es la distancia de una cresta negativa (valle)
hasta una cresta positiva. En el caso de una onda senoidal, el valor pico a pico es
exactamente dos veces el valor pico, ya que la forma de la onda es simétrica.
Las ondas van "atenuándose en amplitud" conforme van alejándose de su punto de
origen: es lo que se conoce como atenuación de la onda. Aunque la amplitud de las
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ondas decrece, su longitud de onda y su frecuencia permanecen invariables, ya que
éstas dependen sólo del foco emisor.
La disminución de amplitud de una onda sonora posee dos causas, a saber:


La ampliación del frente de onda, que da lugar a una disminución de la amplitud
viene cuantificada por la Ley cuadrática inversa.
La absorción de la vibración, que es un proceso disipativo por el cual parte de
la potencia sonora es absorbida por los materiales que encuentra en su
recorrido.
Longitud de onda: simbolizada por la letra griega λ (lambda), es la distancia que hay
entre dos crestas consecutivas de una onda. Su unidad de medida es el metro.
Como la onda se propaga con una velocidad (v) constante, podemos escribir:
λ (lambda) = v. T
o bien,
Cabe observar que la distancia entre dos crestas sucesivas, o entre dos valles
sucesivos, también es igual a la longitud de onda λ.
Como ya vimos, la velocidad de propagación de una onda es constante y característica
de según el medio. (ver Cuadro comparativo de propagación del sonido en diversos
medios). Por otra parte, la frecuencia de la onda puede ser alterada arbitrariamente
por la persona que la produce. Entonces, en la relación λ (lambda)=v/f, como v es un
valor especifico para un medio dado, vemos que λ (lambda) es inversamente
proporcional a f. Es decir, a una longitud de onda más larga le corresponde una
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frecuencia más baja, mientras que una longitud de onda más corta corresponde a una
frecuencia más alta.
GRAFICO DE LONGITUD DE ONDA
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Entonces, en un medio dado, cuanto mayor sea la frecuencia de una onda (más
aguda), tanto menor será la longitud de onda.
La longitud de onda de las vibraciones acústicas, en el intervalo que los seres
humanos pueden escuchar, oscila entre menos de 2 cm
(16.000 Hz) y
aproximadamente 17 metros (20 Hz)
La relación entre velocidad, Longitud de onda y frecuencia es:
v = l x f
Velocidad = Longitud de onda x Frecuencia
Unidades: v[m/s], l[m], f[Hz]
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Onda sinusoidal con algunos parámetros del sonido
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

Fase: es una medida de la diferencia de tiempo entre dos ondas senoidales. Aunque la
fase es una diferencia verdadera de tiempo, siempre se mide en términos de ángulo,
en grados o radianes. Un ciclo completo de una onda equivale a 360 grados.
Lo más importante que hay que tener en cuenta de la fase es que es una relación
entre dos sonidos; y que la diferencia en fase entre dos formas de onda se llama
desplazamiento de fase.
Un desplazamiento de 90 grados es un desplazamiento de 1/4 del periodo de la onda.
En este ejemplo, la curva inferior está desplazada 90 grados con respecto a la curva
superior. Eso es un atraso de tiempo de 1/4 del período de la onda.
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Si tenemos dos ondas iguales en frecuencia y amplitud, e inician en el mismo instante,
y las mezclamos, (principio de superposición) tendremos una onda con el doble de
volumen. Los picos de una coinciden con los picos de la otra, y lo mismo ocurre con los
valles. A esto se lo denomina interferencia constructiva. Las amplitudes se suman
porque hay dos cuerpos vibratorios ejerciendo presión en el mismo sentido y en el
mismo instante de tiempo.
Interferencia constructiva
Pero si retrasamos una de las dos señales, es decir, que inician en distinto instante
de tiempo, y hacemos que los picos de una coincidan con los valles de la otra,
tendremos que al mezclarlas el resultado será silencio. Diremos que la fase entre
estas dos señales es inversa, o que una tiene la fase invertida con respecto a la otra.
A esto se lo denomina interferencia destructiva. Una onda está desfasada 180º con
respecto de la otra. Al escucharlas juntas sus intensidades se han anulado pues
cuando una está ejerciendo presión en un sentido, la otra lo hace en el sentido
inverso, por lo tanto, se cancelarán.
Interferencia destructiva
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Si verticalmente le asignamos un valor de 0 al punto central de las ondas, tendremos
que los picos pueden tener un valor de + 5 (por ejemplo) y los valles de – 5 (la misma
distancia hasta 0 pero con signo distinto). Con estos números entenderemos mejor la
cancelación que hemos visto antes: los picos de una señal tienen un valor de + 5 y
coinciden con los valles que tienen – 5 el resultado es obvio: 5 – 5 = 0. Cada punto de
una coincide con otro punto de la otra que tiene su mismo valor pero con signo
distinto, el resultado siempre es cero.
Cuando hablamos de señales mas complejas, formadas por multitud de sonidos y por
muchísimas ondas senoidales, las cosas se complican. La cancelación total producida
por una fase de 180º es imposible en la realidad, sin embargo lo que si se cancela son
los graves, los medios pierden mucha fuerza y en los agudos se produce un efecto
extraño, llamado phaser, que suma unas frecuencias y resta otras.
POR QUÉ LA FASE SE MIDE EN GRADOS?
Se puede entender el ángulo de fase de una onda sinusoidal en términos de número
de grados de rotación de un disco.
La fase se suele indicar como una cantidad de grados con respecto a un punto de
referencia, y este, a su vez, debe estar relacionado con punto de origen de la onda
sinusoidal. La mejor manera de ilustrar esto es mediante un gráfico:
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DISCO QUE DIVIDE A LA CIRCUNFERENCIA EN 360º
Observando este grafico se puede considerar una onda sinoidal como una sucesión
de puntos que va variando su posición vertical ( amplitud de onda) a lo largo del
tiempo. La altura del punto aumenta y disminuye con regularidad mientras el círculo
gira a una velocidad constante.
El eje vertical de AMPLITUD en el gráfico va desde -1 (máxima amplitud negativa)
hasta +1 (máxima amplitud positiva), estando situado el 0 (cero) en el centro de estos
dos puntos. A 90º de rotación, la amplitud de la onda sinusoidal toma el valor máximo
positivo (el seno de 90º= +1). A 270º toma el máximo de amplitud negativo (seno
270º= -1). Y a 180º y 360º la amplitud es 0 (cero).
Ahora, si consideramos que cada ciclo corresponde a 360º, entonces se puede decir
cuántos grados está una onda adelantada o atrasada con respecto a la otra,
comparando el punto 0º de una onda con el punto 0º de la otra.
En este ejemplo gráfico,
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La onda inferior está desfasada 90º con respecto al onda superior.
Por último, y como información adicional, les comento que la onda sinusoidal se llama
así debido a que la altura del punto (ver gráfico del disco) es directamente
proporcional al seno matemático del ángulo de rotación del disco.
COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS
Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones
estándar. Las ondas pueden experimentar las siguientes:

Difracción – Es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido, pues el
sonido tiene la habilidad de rodear un obstáculo.
La difracción se puede producir por dos motivos diferentes:
1. porque una onda sonora encuentra a su paso un pequeño obstáculo y lo rodea.
Las bajas frecuencias son más capaces de rodear los obstáculos que las altas.
Esto es posible porque las longitudes de onda en el espectro audible están
entre 1,7cm y 17m, por lo que son lo suficientemente grandes para superar la
mayor parte de los obstáculos que encuentran.
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2. porque una onda sonora tropieza con un pequeño agujero y lo atraviesa.
Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos. Si encuentra una
barrera con una pequeña abertura, la onda atraviesa el orificio funcionando la
abertura como un nuevo foco de la misma onda. La magnitud de este fenómeno
depende de la relación entre la longitud de onda y el tamaño de la abertura.
La explicación la encontramos en el Principio de Huygens que establece que cualquier
punto de un frente de ondas es susceptible de convertirse en un nuevo foco emisor
de ondas idénticas a la que lo originó. De acuerdo con este principio, cuando la onda
incide sobre una abertura o un obstáculo que impide su propagación, todos los puntos
de su plano se convierten en fuentes secundarias de ondas, emitiendo nuevas ondas,
denominadas ondas difractadas.
La cantidad de difracción estará dada en función del tamaño de la propia abertura y
de la longitud de onda:

Si una abertura es grande en comparación con la longitud de onda, el efecto de
la difracción es pequeño. La onda se propaga en líneas rectas o rayos, como la
luz.
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-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cuando el tamaño de la abertura es menor en comparación con la longitud de
onda, los efectos de la difracción son grandes y el sonido se comporta como si
fuese una luz que procede de una fuente puntual localizada en la abertura.
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Resumiendo, la difracción es mas notable a bajas frecuencias (sonidos graves) que
altas frecuencias. (sonidos agudos). A este efecto de percepción de los sonidos mas
graves se lo denomina coloración del sonido por difracción.
Por lo tanto, la existencia de un obstáculo entre la fuente y el receptor atenúa los
componentes de alta frecuencia (agudos), pero no así las bajas frecuencias (graves),
que siguen percibiéndose.

Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora
de las ondas y el receptor de las mismas. El efecto Doppler, llamado así en
honor al físico austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de
frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo entre la fuente,
el emisor y/o el medio. La frecuencia es mayor a medida que la fuente
emisora se nos acerca, luego, cambia súbitamente a una frecuencia menor a
medida que se aleja.
La frecuencia de la fuente sonora no cambia, pero cuando la fuente se acerca
hacia el detector de sonidos, (la persona) más ondas se acumulan entre ellos.
La longitud de onda se acorta. Puesto que la velocidad no cambia, la frecuencia
del sonido detectado se aumenta. Cuando la fuente se aleja del detector (de la
persona), la longitud de onda aumenta y la frecuencia detectada es menor. El
efecto Doppler también se presenta si la fuente se encuentra estacionaria, y
el detector está en movimiento.
Aplicaciones del Efecto Doppler: Los detectores de radar lo utilizan para
medir la rapidez de los automóviles y de las pelotas en varios deportes.
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Una ayudita para una mejor comprensión del efecto Doppler:
Imaginemos las ondas de agua que produce un insecto al agitar sus patitas en el
centro de un estanque tranquilo. El insecto no va ninguna parte, sólo mueve el agua en
una posición fija. Las ondas que provoca son círculos concéntricos, porque la rapidez
de la onda es igual en todas las direcciones.
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Las ondas llegan al observador A con la misma frecuencia con la que llegan al
observador B. Esto quiere decir que la frecuencia del movimiento ondulatorio es igual
en los puntos A y B. Esta frecuencia de las ondas es la misma que la frecuencia de
pataleo del insecto.
Ahora imaginemos que el insecto comienza a nadar, con una rapidez menor que las
ondas. Es como si el insecto fuera tras una parte de las ondas que produjo. El patrón
de las ondas se distorsiona y ya no está formado por círculos concéntricos.
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Los centros de las ondas circulares se mueven en la misma dirección que le insecto.
Aunque el insecto mantiene la misma frecuencia de pataleo que antes, el observador
en B vería que las ondas llegan más a menudo o con más frecuencia. Es decir aumenta
la frecuencia. Esto se debe a que cada onda sucesiva tiene menor distancia por
recorrer y, por lo tanto, llega a B con más frecuencia que si el insecto no se moviera
acercándose a B.
Por otro lado, un observador en A, ve que hay menor frecuencia, por el mayor tiempo
entre las llegadas de las crestas de la onda. Se debe a que para llegar a A, cada
cresta debe viajar más lejos que la que precedía. A este cambio de frecuencia debido
al movimiento de la fuente (o al receptor) de las ondas se llama efecto doppler.
animación de efecto doppler
http://surendranath.tripod.com/Applets/Waves/Doppler/DopplerApplet.html

Interferencia -Cuando dos ondas se encuentran en un punto o una región del
espacio, el resultado es una nueva onda cuya perturbación es la suma de las
perturbaciones de las dos ondas originales.
Se denomina interferencia al resultado de la superposición de dos o más ondas
armónicas. Si se interfieren dos ondas armónicas de igual amplitud y
frecuencia pero corrida en su fase, el resultado es una tercera onda cuya
amplitud depende de la diferencia de fase entre las dos ondas originales.
Si las dos ondas están en fase, la interferencia es constructiva y la amplitud
de la onda resultante es el doble de cualquiera de las ondas originales.
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Si las dos ondas están en oposición de fase, la interferencia es destructiva y
las ondas se anulan entre si.
El batido es un caso particular de interferencia. Cuando dos trenes de ondas
de igual amplitud pero frecuencias ligeramente diferentes coinciden en el
espacio, dan lugar a una vibración cuya amplitud varía con el tiempo. Si se
trata de ondas sonoras, estas variaciones de amplitud se percibirán como
variaciones de sonoridad, o lo que es lo mismo, aumentos o disminuciones
periódicas de intensidad, que se denominan batidos o pulsaciones.
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Interferencia de ondas: constructiva (izquierda) y destructiva (derecha).

Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no
puede atravesar, cambia de dirección. Cuando la onda se refleja en una
barrera, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
El comportamiento del fenómeno de reflexión varía de acuerdo con la estructura y la
textura de las superficies de reflexión; por ejemplo, una superficie porosa tiende a
absorber grandes cantidades de energía, mientras que una superficie áspera
reflejará las ondas en todas direcciones dispersando la energía de la onda. La
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naturaleza de estas reflexiones son críticas para la sensación del espacio en un
auditorio.
Una aplicación de este fenómeno sonoro se utiliza para la fabricación de los sonar
que incluyen algunos barcos para medir la profundidad del mar.

Refracción - Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de
un medio material a otro. Este se origina por el cambio de velocidad que
experimenta dicha onda. A diferencia de lo que ocurre en el fenómeno de la
reflexión, en la refracción, el ángulo de refracción ya no es igual al de
incidencia.
Cabe aclarar que la frecuencia de una onda no se altera cuando se transmite
de un medio a otro.
Refraccion

Onda de choque - una onda de choque es una onda de presión abrupta
producida por un objeto que viaja más rápido que la velocidad del sonido en
dicho medio, produciendo diferencias de presión extremas y aumento de
temperatura.
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Por ejemplo, se produce una onda de choque si un barco viaja más rápidamente que la
estela que deja marcada en el agua; o si un avión supera la barrera del sonido.
Formación de ondas de choque de un barco y un avión
Las ondas generadas por el movimiento del objeto en estas condiciones nunca se
propagan delante de él, sino que lo hacen hacia atrás ya que el objeto se mueve igual
o más rápido que ellas. En el caso de velocidades superiores se forma la típica estela
en forma de “V” tras los barcos, la cual, en el caso de un avión, es un cono formado
tras él, ya que en este caso el movimiento se transfiere en todas las direcciones.
Las ondas de choque transportan energía y pueden resultar destructivas. Sin
embargo, una onda de choque decae rápidamente con la distancia, cambiando
gradualmente a una onda sonora. Aún así, la intensidad de la onda sonora en la que
acaba degenerando la onda de choque, puede resultar perjudicial para la salud de
animales y personas por el nivel de ruido que genera.
Una de sus características es que el aumento de presión en el medio se percibe como
explosiones.
Ahora bien, cómo ya hemos visto el sonido es una onda consistente en compresiones
(crestas) y enrarecimientos (valles) del aire que se desplaza a una velocidad
aproximada de 340 m/s . Si la fuente que emite las ondas sonoras viaja a
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velocidades superiores a la del sonido, un avión por ejemplo, se produce un cono en
cuyas generatrices se acumulan las crestas de onda. En consecuencia, cuando esta
acumulación de aire comprimido alcanza a un observador (hombre con sueter verde
en la figura), éste percibirá un sonido muy intenso (estampido sónico). Una vez que la
onda de choque pasa (mujer con vestido rojo) el sonido del avión se percibe con
normalidad. Curiosamente la pareja que tiene el avión encima de sus cabezas no
percibe sonido alguno.
La intensidad del estampido varía con la altura a la que el avión pasa.

Onda estacionaria - Una onda estacionaria se forma por la interferencia de
dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda o
frecuencia, que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Es un caso
particular de interferencia pues se produce cuando una onda llega a una
superficie y se refleja totalmente. Hay puntos que no vibran (nodos), que
permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (vientres o antinodos)
lo hacen con una amplitud de vibración máxima, igual al doble de la de las ondas
que interfieren, y con una energía máxima. El nombre de onda estacionaria
proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos
nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.
Se puede considerar que las ondas estacionarias no son ondas de propagación
sino los distintos modos de vibración de la cuerda, el tubo con aire, etc. Es
decir, que la onda estacionaria no se propata a través del medio. Para una
cuerda o tubo de longitud determinada, sólo hay ciertas frecuencias a las que
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se producen ondas estacionarias que se llaman frecuencias de resonancia. La
más baja se denomina frecuencia fundamental, y las demás son múltiplos
enteros de ella.

Pulsaciones: Cuando dos tonos de una frecuencia un poco distinta suenan al
unísono, se oye una fluctuación en la intensidad de los sonidos combinados; el
sonido es intenso y después es débil, luego intenso y después débil, etc. A esta
variación periódica de la intensidad del sonido se la llama pulsaciones y se
debe a la interferencia de dos fuentes de sonido con frecuencias un poco
diferentes.
Si las frecuencias son muy cercanas el sistema auditivo no es capaz de
discriminarlas y se percibe una frecuencia única promedio de las presentes. La
onda resultante cambia en amplitud a una frecuencia igual a la diferencia entre
las frecuencias presentes (f1-f2). Este fenómeno de batido se percibe para
diferencias de frecuencia de hasta aproximadamente 15-20 Hz. Al aumentar
la diferencia se comienza a percibir un sonido áspero denominado banda
crítica, y al seguir aumentando llega un punto en que son percibidas como
frecuencias diferentes. Las pulsaciones se producen por el desfase continuo
de ambas ondas a medida que transcurre el tiempo.
Cuando dos ondas se unen, con una pequeña diferencia en la frecuencia, crean una pulsación.
ESPECTRO DEL SONIDO
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 EL OIDO (SISTEMA AUDITIVO PERIFÈRICO)
El oído se divide en tres partes

OIDO EXTERNO
o Pabellón Auditivo
o Conducto Auditivo Externo

OIDO MEDIO
o Membrana Timpánica o Tímpano
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Cadena de huesecillos
o
o
o
Martillo
Yunque
Estribo
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
OIDO INTERNO
o Vestíbulo
o Conductos Semicirculares
o Caracol
OIDO EXTERNO
El oído externo forma parte del sistema receptor de vibraciones que ensambla el
campo acústico externo con el tímpano.
o PABELLÓN AUDITIVO O AURICULAR
El pabellón auricular (la oreja) está compuesto por cartílago y piel. Además de
proteger ante posibles agresiones mecánicas, filtra y modifica las señales que le
llegan del exterior y contribuye en la tarea de localización espacial de las fuentes
sonoras.
o EL CONDUCTO AUDITIVO EXTERNO
El conducto auditivo externo (CAE) es la continuación del pabellón auricular y se
relaciona con el tímpano. Es una estructura tubular irregular de aproximadamente 26
mm de largo por 7 mm de ancho. Su pared está conformada por una porción
cartilaginosa, continuación de la estructura del pabellón auricular, y está cubierta
por piel con folículos pilosos, glándulas ceruminosas y sebáceas.
OIDO MEDIO
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El oído medio permite acoplar las señales acústicas entre el canal auditivo y el oído
medio. Su principal función es la de permitir que las vibraciones acústicas lleguen a la
cóclea con suficiente energía.
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o MEMBRANA TIMPÁNICA
La membrana timpánica (tímpano) es la estructura que separa el oído externo del
oído medio y vibra cuando es golpeada por las ondas sonoras, dando inicio al proceso
que convierte las ondas sonoras en impulsos nerviosos que viajan hasta el cerebro. Es
una membrana semitransparente con forma de cono con una superficie promedio de
0,6 cm cuadrado; y vibra como una compleja membrana elástica no homogénea. Los
pequeños huesos del oído medio generalmente se encuentran empujando la membrana
timpánica del oído.
Cuando el tímpano sufre daños se interrumpe el proceso auditivo. El tímpano, además,
actúa como una barrera que evita que los materiales externos, como las bacterias,
penetren en el oído medio, pero cuando está perforado, las bacterias pueden
penetrar con facilidad hasta el oído medio causando una infección.
Visión macroscópica de la membrana timpánica
Las vibraciones del tímpano se transmiten hacia el oído interno a través de tres
pequeños huesecillos: el martillo, el yunque y el estribo.
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su principal función transmitir el movimiento del tímpano al oído interno, a través de
la ventana oval. El pie del estribo empuja la ventana oval poniendo en movimiento el
material linfático contenido en el oído interno.
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o EL MARTILLO
Es uno de los huesos del oído medio, está conectado con la membrana timpánica y
transmite las vibraciones sonoras al yunque. Se encarga de transmitir al oído interno
las vibraciones sonoras que llegan por el aire. Actúan también como niveladores
mecánicos de las mismas, transformando las ondas sonoras en vibraciones mecánicas.
Las ondas sonoras hacen que el tímpano vibre, y estas vibraciones mueven el martillo,
que también desplaza al yunque y al estribo que está conectado a la membrana oval y
que por lo tanto recibe estás vibraciones aumentadas en 5 decibelios.
o EL YUNQUE
Es uno de los huesos del oído medio, está conectado con los otros dos huesecillos
(martillo y estribo) formando una cadena articulada que se encarga de transmitir al
oído interno las vibraciones sonoras que llegan por el aire. Actúan también como
niveladores mecánicos de las mismas, transformando las ondas sonoras en
vibraciones mecánicas. Las ondas sonoras hacen que el tímpano vibre, y estas
vibraciones mueven el martillo, que también desplaza al yunque y al estribo que está
conectado a la membrana oval y que por lo tanto recibe estás vibraciones aumentadas
en 5 decibelios.
o EL ESTRIBO
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La base del estribo se conecta, por medio de un ligamento, a la ventana oval, a la cual
cubre casi completamente. Es el hueso más pequeño del cuerpo humano.
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OIDO INTERNO
El oído interno es parte de una cavidad irregular del hueso temporal que recibe el
nombre de laberinto òseo y comprende el vestíbulo, el caracol o cóclea y los
canales semicirculares. En el oído interno se realiza la transformación de la energía
mecánica producida por las ondas sonoras en energía nerviosa. Esta transformación
se realiza a través de los órganos de Corti.
o VESTÌBULO
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El vestíbulo es la región media del oído interno, y tiene en un extremo al
caracol o cóclea y en el otro los canales semicirculares.
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o CONDUCTOS SEMICIRCULARES
Al lado del caracol y hacia arriba se encuentra el sentido del equilibrio y la rotación.
Está formado por tres tubos semicirculares que contienen lìquido acuoso parecido al
líquido amniòtico: dos de ellos tienen posición vertical y otro posición horizontal. Su
misión es percibir los movimientos de la cabeza en tres dimensiones e informar de
ello al cerebro. Cada canal está lleno de un líquido y de unos cilios sensoriales que
están conectados a células receptoras. Cuando la cabeza se mueve, el líquido presiona
los pelos sensoriales (cilios) y las células receptoras convierten la presión en señales
eléctricas que se envían al cerebro en forma de impulsos nerviosos
o EL CARACOL O CONDUCTO COCLEAR
Es un conducto óseo torcido y en espiral denominado por ello caracol que constituye
fundamentalmente el órgano de la audición. Un corte transversal revela que en el
interior de este tubo hay tres túneles superpuestos:
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1. caracol 2. rampa vestibular 3.rampa timpánica 4. canal coclear 5.membrana
basilar 8. órgano de Corti 9.Modiolo
El central es la región coclear que corresponde al caracol membranoso, el superior es
la vestibular y el inferior es la timpánica separadas ambas de la primera por dos
membranas llamadas vestibular y basilar. Las vibraciones que llegan al oído interno se
transmiten a través del líquido de los canales que están alrededor de la cóclea, la
presión de las ondas llega a la membrana basilar de la región timpánica y el líquido
dentro del canal se agita estimulando el órgano de Corti que se encuentra dentro de
la región coclear, aquí se produce un componente químico que convierte los
movimientos en impulsos eléctricos siendo transmitidos por el nervio
correspondiente al cerebro.
REFERENCIA BIBLIOGRÀFICA
-
Basso, Gustavo (2006), Percepción auditiva, Bernal, Universidad Nacional de
Quilmes.
Hewitt, Paul G.,(2007), Fisica Conceptual, Mèxico, Pearson Educación.
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Lopez Feo, Daniel, (2009), Ingenieria del Sonido, Sistemas de sonido en
directo, Madrid, StarBook Editorial.
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Press.
Miyara, Federico (2000), Acústica y Sistemas de Sonido, Rosario, Editorial
Universidad Nacional de Rosario.
Nuñez, Adolfo, (1992), Informática y electrónica musical, Madrid, Editorial
Paraninfo.
Rojo, Alberto, (2009), La Física en la vida cotidiana, Colecci
Rumsy, F. Mc. Cormick T. (2008). Sonido y Grabación, Barcelona, Ediciones
Omega
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