Fisica del Sonido


Física del sonido
1 INTRODUCCIÓN
Una de las primeras tareas que debe llevar a cabo el técnico de sonido es familiarizarse con la estructura de la cadena de audio. El técnico evalúa las modificaciones realizadas sobre las propiedades del sonido con sus oídos, sin embargo la naturaleza de la señal que fluye por la cadena (es decir, la señal de audio) es eléctrica.
El micrófono convierte elsonido en una magnitud equivalente (la electricidad) que se puede manipular más fácilmente. El altavoz convierte de nuevo la electricidad en sonido para que se puedan monitorizar, o escuchar, los cambios realizados.
Hay por lo tanto, dos aspectos básicos a entender: la electrónica, que estudio la naturaleza de la electricidad, sus magnitudes fundamentales y sus aplicaciones prácticas en losdispositivos de la cadena de audio, y la física del sonido, que estudia este fenómeno y aporta las herramientas teóricas para entender lo que ocurre fuera de la cadena de audio.
La física del sonido es la ciencia que estudia la generación y la propagación del sonido. La sensación sonora que se produce en el oído de los seres vivos, no obstante, es claramente subjetiva y su estudio se debe llevar a cabocon criterios psico-acústicos.
2 DEFINICIÓN DEL SONIDO. Generación y propagación
El sonido consiste en una vibración mecánica capaz de modificar la presión existente en un medio elástico (el aire), y de transmitirse desde su punto de origen hasta el oído. Por tanto, el sonido no puede propagarse en el vacío.
La propagación del sonido se efectúa siempre en un medio elástico a una velocidaddeterminada, siendo el medio que más nos interesa el aéreo. La velocidad de propagación del sonido en el aire es de unos 340 metros por segundo, si bien puede variar dependiendo de la temperatura y la humedad del aire. En otros medios la velocidad es diferente; por citar algún ejemplo, en el agua es de unos 1200 m/s y en el acero de unos 5.100 m/s.
El sonido se desplaza longitudinalmente (en la mismadirección que la perturbación) en forma de ondas que no son más que variaciones de presión del aire. Si el medio es homogéneo, la propagación se aleja del foco de forma esférica, pero cuando el sonido se genera en el interior de un recinto, queda sometido a las reflexiones y absorciones de los materiales y a la geometría del recinto.
Unidades de presión
La atmósfera está compuesta de moléculasde aire que pueden apretarse por la acción de una fuerza. El peso de las  moléculas que están situadas encima unas de otras ejercen una fuerza constante (por unidad de superficie) y se conoce como presión atmosférica. Al no estar ligadas pueden empujarse unas a otras en cualquier dirección, ejerciendo presión de esta manera, independientemente de la presión atmosférica local. La presión se definecomo fuerza por unidad de superficie y se mide con diferentes unidades según el sistema utilizado: Pascal (Kg/cm2),  Atmósfera y bar, entre otros.
El sonido, en general, produce presiones de una millonésima parte del valor de la presión atmosférica; esta última es considerada el punto de equilibrio, a partir del cual se producen las variaciones de presión percibidas como sonido.
Oscilación
Elsonido es una vibración mecánica. Se puede imaginar como un peso suspendido por un muelle: si no se ejerce ninguna fuerza, el objeto no se mueve, pero si se estira el peso hacia abajo, éste se desplazará hasta llegar a un punto máximo, volverá hacia arriba, sobrepasará el punto de origen (punto de equilibrio) hasta llegar a un punto máximo arriba y volver a bajar pasando de nuevo por el punto deequilibrio. Entonces, se dice que se ha cumplido un ciclo u oscilación. El número de ciclos completos u oscilaciones que efectúa cada segundo se denomina frecuencia de vibración.
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


 
Figura 2. Representación gráfica de una oscilación. Un ciclo completo se produce cada dos veces que el peso cruza el punto de equilibrio

Un altavoz, por ejemplo, vibra...