Física del Sonido (Técnico de Sonido)




Física del so

Els paràmetres del so: Amplitud i Freqüència
El so és la interpretació que fa el cervell humà de certes vibracions o variacions cícliques de la pressió en l'aire i que arriben a pressionar el timpà. Els sons són ones mecàniques: l'aire treballa com un ressort que es comprimeix i expandeix.

El so només es pot transmetre des de la font (per exemple, instrument musical) acau d'orella a través d'un mitjà com pot ser l'aire, l'aigua, la fusta, etc. En prémer una corda en una guitarra vibra, es desplaça cap a endavant i cap a enrere com una banda elàstica, transmet la vibració al cos de l'instrument i est fa vibrar l'aire. Aquests moviments es propaguen fins a arribar a cau d'orella.
No totes les vibracions són interpretades com a so, sinó només aquelles en lesquals el cicle es repeteix entre 20 i 20000 vegades per segon.
La unitat que mesura la quantitat de cicles que es donen en un segon es denomina Hertz i s'abreuja Hz, és a dir, 1Hz=1cicle/s (un cicle per segon).

En la següent gràfica veiem la representació d'una ona sonora (la d'un piano en aquest cas). Aquesta gràfica ens assenyala, a mesura que recorrem l'eix horitzontal del temps, els valors depressió o amplitud que pren l'aire en un punt, representats en l'eix vertical.

Forma d'Onda Sonora
Els punts per sobre de l'eix horitzontal del temps són valors positius, és a dir que la pressió augmentarà respecte de la qual hi havia en absència de so. Els punts per sota de l'eix temps, negatius, representen disminució de la pressió.
Si aquest so de piano es reprodueix a través d'un altaveu(parlant) la membrana d'aquest s'anirà movent cap a endavant o cap a enrere seguint els valors de la gràfica, cap a endavant per als valors positius d'amplitud, és a dir els que estan per sobre de l'eix horitzontal, i cap a enrere per als valors negatius.
A la forma que es repeteix se li denomina Cicle i la seva durada en segons és el Període (T).
La Freqüència de l'ona sonora és:




f[Hz] =

los corchetes [ ] indican en qué unidad se mide cada variable

T[s]



Llavors, l'oïda humana d'una persona saludable pot percebre sons de freqüències compreses entre els 20 Hz i els 20 kHz (k=quilo=1000 vegades).
Les freqüències altes corresponen als sons aguts com ser el d'un violí, mentre que les freqüències baixes corresponen als sons greus com el d'un contrabaix.
D'altrabanda, majors valors màxims d'amplitud signifiquen un so més fort o amb major volum, potència o energia.

Longitud d'Onda
Un =lambda ), que és laaltre paràmetre (de qualsevol ona) és la Longitud d'Onda ( mínima distància entre dos punts en la trajectòria de propagació del so en els quals la pressió pren idèntics valoris moment a moment. Per visualitzar millor això recordem la forma que pren lasuperfície de l'aigua quan llancem una pedra: es formen cercles concèntrics. La longitud d'ona seria la distància entre dues crestes d'ones contigües, és a dir, entre dos cercles.
Velocitat
És un altre paràmetre del so atès que el mateix no es propaga instantàniament
Un so emès per un instrument en un escenari no s'escoltarà en la platea al mateix temps en què es toca sinó que s'escoltarà untemps després i aquest lapse de temps serà major com més gran sigui la distància entre l'oïdor i l'intèrpret.
Aquest efecte pot notar-se quan en una tempesta elèctrica es produeix un raig: primer es veurà el centelleig i un moment després s'escoltarà el so del tro. Això es deu al fet que la llum viatja molt més ràpid que el so.
Si en un recital posem un joc d'altaveus sobre l'escenari i un altre joca meitat de la sala o estadi, el so s'escoltarà amb *delay (ressò).
La velocitat del so varia segons el mitjà (material) en el qual es propaga.
La relació entre velocitat, Longitud d'ona i freqüència és:
v =x f
Velocitat = Longitud d’ ona x Frecuencia
Unidats: v[m/s], l[m], f[Hz]
Fase
Un cicle d'una ona pot veure's com el gir complet d'un radar, llavors se li assigna un valor de...