Fisica

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Acústica (Sonido)

Introducción:

Las ondas sonoras nos proporcionan nuestra forma principal de comunicación (el lenguaje) y una fuente favorita de entretenimiento (la música). Pero las ondas sonoras también constituyen una distracción sumamente irritante (el ruido).

Las ondas sonoras se convierten en lenguaje, música, o ruido cuando nuestro oído percibe como perturbaciones (por lo comúnen el aire). Físicamente las ondas sonoras son ondas longitudinales, que se propagan en sólidos, líquidos y gases. Sin un medio que permita esta propagación, no puede haber sonido, es decir, en el vacio (ausencia de aire) no hay sonido.

Piense en el siguiente argumento filosófico:” Un árbol se cae en el bosque y no hay nadie que lo oiga” ¿Hubo Sonido? Las respuestas son no, en términos del oídosensorial y si en términos de las ondas físicas.

Ondas Sonoras

Para que haya ondas sonoras debe haber alguna perturbación o vibración en algún medio. Esta perturbación puede ser aplaudir con las manos, o el chirriar de las llantas de un carro. Bajo el agua usted puede oír los golpes de dos rocas una contra otra. Si usted pega el oído a una pared delgada puede percibir los sonidos que llegana través de la pared desde el otro lado.

Las características de las ondas sonoras se pueden visualizar mucho mejor si se consideran producidas por un diapasón.

Recuerde que un diapasón es una barra metálica doblada en U. Sus dientes o ramas vibran cuando se golpea.

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El diapasón vibra a una frecuencia fundamental (con un antinodo encada extremo de las ramas), de modo que solo se oye un tono. Las vibraciones perturban el aire, produciéndose regiones (comprimidas) de densidad mayor que el aire, llamada regiones de condensación, alternadas con regiones de densidad menor, llamadas rarefacciones. Al vibrar el diapasón, estas perturbación se propongan hacia afuera y una serie de ellas se puede describir por una onda senoidal.

Amedida que las perturbaciones viajan a través del aire, llegan al oído, y el tímpano (una fina membrana) vibra debido a las variaciones de presión. Al otro lado del tímpano, finas estructuras ósea (el martillo, el yunque, y el estribo) llevan las vibraciones al oído interno, adonde son captadas por el nervio auditivo.

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Las características del oído humano limitan la percepción. Solo lasondas sonoras con frecuencias entre al redor de 20 Hz y 20 KHz (kilohertz), es decir, entre 20 hertz y 20000 hertz, desencadenan impulsos nerviosos que el cerebro interpreta como sonido. Este intervalo de frecuencias se llama región audivible del espectro de frecuencias del sonido. Las frecuencias menores a 20 Hz están en la región infrasónica. Las ondas longitudinales generadas por lostemblores de tierra tienen frecuencias infrasónicas. Arriba de 20 KHz está la región ultrasónica.

Las ondas ultrasónicas pueden generarse por vibraciones de alta frecuencia en cristales.

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El hombre no puede detectar las ondas ultrasónicas, pero algunos animales sí. La región audivible para los perros se extiende más a allá de la de los humanos, de modo que se usan silbatosultrasónicos para llamar a los perros sin molestar a las personas.

Una aplicación más reciente es la creación de un silbato de forma cónica que se fija a los carros y a los caminos para generar ondas ultrasónicas cuando un vehículo viaja con más de una determinada rapidez. La intención es asustar a los venados que aparentemente pueden oír estos sonidos, para que salgan del camino de modo que nocrucen frente al carro.

Existen muchas otras aplicaciones del ultrasonido; dado que este (ultrasonido) puede viajar por kilómetros bajo el agua, se utiliza el sonar. El sonar es la contraparte del ultrasonido del radar, que utiliza ondas de radio para su clasificación y detección.

Los pulsos generados por el sonar chocan en cualquier objeto y se reflejan bajo el agua, y un detector capta...
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