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¿Sabes qué es el sonido?

Con este experimento musical te invitamos a descubrir por ti mismo cómo se propaga el sonido.

¿Sabes qué pasaría si las copas estuvieran vacías? ¡Prueba y averígualo! Esto se debe a la propagación del sonido a través de las ondas.

Qué es el sonido

En física, el sonido es una vibración que se propaga como una onda acústica, a través de un medio de transmisión como un gas, líquido o sólido.

En fisiología y psicología humanas, el sonido es la recepción de tales ondas y su percepción por parte del cerebro. Solo las ondas acústicas que tienen frecuencias que se encuentran entre aproximadamente 20 Hz y 20 kHz, el rango de frecuencia de audio, provocan una percepción auditiva en los humanos. En el aire a presión atmosférica, representan ondas sonoras con longitudes de onda de 17 metros a 1,7 centímetros. Las ondas de sonido por encima de 20 kHz se conocen como ultrasonido y no son audibles para los humanos. Las ondas sonoras por debajo de 20 Hz se conocen como infrasonido. Las diferentes especies de animales tienen diferentes rangos de audición.

Fenómenos físicos que afectan a la propagación

  • Absorción

La capacidad de absorción del sonido de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo, cuando el sonido incide sobre el material.

  • Reflexión

Es una propiedad característica del sonido, que a veces se llama eco. El eco se produce cuando un sonido se refleja en un medio más denso y llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora.

  • Transmisión

La velocidad con que se transmite el sonido depende, principalmente, de la elasticidad del medio, es decir, de su capacidad para recuperar su forma inicial. El acero es un medio muy elástico, en contraste con la plastilina, que no lo es. Otros factores que influyen son la temperatura y la densidad.

Cuando un sonido pasa de un medio a otro, se produce refracción. La desviación de la onda se relaciona con la rapidez de propagación en el medio. El sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío. Es la desviación que sufren las ondas en la dirección de su propagación, cuando el sonido pasa de un medio a otro diferente. La refracción se debe a que al cambiar de medio, cambia la velocidad de propagación del sonido.

  • Difracción o dispersión

Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de rodear y seguir propagándose. La persona B puede escuchar la persona A, en virtud de que las ondas sonoras emitidas por A rodean el muro y llegan al oído de B.

  • Difusión

Si la superficie donde se produce la reflexión presenta alguna rugosidad, la onda reflejada no sólo sigue una dirección sino que se descompone en múltiples ondas.

Física del sonido

El comportamiento de la propagación del sonido generalmente se ve afectado por tres cosas:

  • Una relación compleja entre la densidad y la presión del medio

Esta relación, afectada por la temperatura, determina la velocidad del sonido dentro del medio.

  • Movimiento del propio medio

Si el medio se está moviendo, este movimiento puede aumentar o disminuir la velocidad absoluta de la onda de sonido dependiendo de la dirección del movimiento. Por ejemplo, el sonido que se mueve a través del viento aumentará su velocidad de propagación por la velocidad del viento si el sonido y el viento se mueven en la misma dirección. Si el sonido y el viento se mueven en direcciones opuestas, la velocidad de la onda de sonido disminuirá por la velocidad del viento.

La viscosidad media determina la velocidad a la que se atenúa el sonido. Para muchos medios, como el aire o el agua, la atenuación debida a la viscosidad es insignificante.

Cuando el sonido se mueve a través de un medio que no tiene propiedades físicas constantes, puede refractarse (ya sea disperso o enfocado). Las vibraciones mecánicas que pueden interpretarse como sonido pueden viajar a través de todas las formas de materia: gases, líquidos, sólidos y plasmas. La materia que sustenta el sonido se llama medio. El sonido no puede viajar a través del vacío.