El Sonido

Perspectiva histórica
Los pueblos antiguos efectuaron numerosas especulaciones sobre los fenómenos elementales del sonido; sin embargo, con la excepción de unas pocas suposiciones que resultaron ser ciertas, la ciencia del sonido no empezó a desarrollarse hasta aproximadamente 1600 d.C. A partir de aquella época, el conocimiento del sonido avanzó con más rapidez que el conocimiento de losfenómenos luminosos correspondientes, ya que estos últimos son más difíciles de observar y medir.
A los antiguos griegos no les preocupaba demasiado el estudio científico del sonido, pero estaban muy interesados por la música, y consideraban que representaba los “números aplicados”, frente a la aritmética, que representaba los “números puros”. El filósofo Pitágoras descubrió que una octava corresponde auna relación de frecuencias de dos a uno, y enunció la ley que vincula la consonancia a las relaciones numéricas; posteriormente construyó todo un edificio de especulaciones místicas en torno a esa ley. Aristóteles, en unas breves observaciones sobre el sonido, realizó una suposición bastante acertada sobre la naturaleza de su generación y transmisión. Sin embargo, no se efectuaron estudiosexperimentales válidos hasta 1600, cuando Galileo llevó a cabo un estudio científico del sonido y enunció muchas de sus leyes fundamentales. Galileo determinó la relación entre tono y frecuencia, y unas leyes musicales de armonía y disonancia que eran, en esencia, las que se han descrito en este artículo. También explicó de forma teórica cómo la frecuencia natural de vibración de una cuerda tensa, ypor tanto la frecuencia de los sonidos producidos por un instrumento de cuerda, depende de la longitud, peso y tensión de la cuerda.
Los siglos XVII y XVIII
El matemático francés Marin Mersenne realizó medidas cuantitativas en relación con el sonido al hallar el tiempo de retorno de un eco y calcular un valor de la velocidad del sonido que difería del valor real en menos del 10%. Mersenne tambiénfue el primero en medir de forma aproximada la frecuencia de una nota de tono determinado. Midió la frecuencia de vibración de un cable largo y pesado cuyo movimiento era tan lento que podía seguirse a simple vista; después, a partir de consideraciones teóricas, calculó la frecuencia de un cable corto y ligero que producía un sonido audible.
En 1660, el científico inglés de origen irlandésRobert Boyle demostró que el sonido necesitaba un medio gaseoso, líquido o sólido para su transmisión. Boyle colgó una campana de una cuerda en el vacío y mostró que, aunque podía verse cómo el badajo golpeaba la campana, no se oía ningún sonido.
El matemático y físico británico Isaac Newton fue el primero en realizar un tratamiento matemático del sonido en sus Principios matemáticos de la filosofíanatural (1687). Una vez demostrado que la propagación del sonido a través de cualquier fluido sólo dependía de propiedades físicas medibles del fluido, como la elasticidad o la densidad, Newton calculó a partir de consideraciones teóricas la velocidad del sonido en el aire.
El siglo XVIII fue sobre todo un periodo de desarrollo teórico. El cálculo supuso una potente herramienta nueva paracientíficos de muchos campos. Los matemáticos franceses Jean le Rond Alembert y Joseph Louis LaGrange y los matemáticos suizos Johann Bernoulli y Leonhard Euler contribuyeron al conocimiento de cuestiones como el tono y el timbre del sonido producido por un instrumento musical determinado, o la velocidad y naturaleza de la transmisión del sonido en diferentes medios. Sin embargo, el tratamiento matemáticocompleto del sonido requiere el análisis armónico, desarrollado por el matemático francés Jean Baptiste Joseph Fourier en 1822 y aplicado al sonido por el físico alemán Georg Simón Ohm.
Las variaciones de sonido denominadas `batidos', una consecuencia de la naturaleza ondulatoria del sonido, fueron descubiertas en torno a 1740 por el violinista italiano Giuseppe Tartini y el organista alemán...