Sonido (tipos de ondas, timbre, intensidad, efecto doppler etc)

ONDAS LONGITUDINALES Y TRANVERSALES
Onda Longitudinal
Una onda longitudinal es una onda en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de compresión. Algunos ejemplos de ondas longitudinales son el sonido y las ondas sísmicas de tipo P generadasen un terremoto.
Una onda Longitudinal siempre es mecánica y se debe a las sucesivas compresiones (estados de máxima densidad y presión) y enrarecimiento (estados de mínima densidad y presión) del medio.

Para las ondas sonoras longitudinales en un alambre o varilla, la velocidad de onda está dada por

Donde Y es el módulo de Young para el sólido y p es su densidad. Esta relación es válidasólo para varillas cuyos diámetros son pequeños en comparación con las longitudes de las ondas sonoras longitudinales que se propagan a través de ellas.
En un sólido extendido, la velocidad de la onda longitudinal es función del módulo de corte S, el módulo de volumen B, y la intensidad p del medio. La velocidad de la onda se puede calcular a partir de

Las ondas longitudinales transmitidas en unfluido tienen una velocidad que se determina a partir de

Donde B es módulo de volumen para el fluido y p es su densidad.

Para calcular la velocidad del sonido en un gas, el módulo de volumen está dado por

Donde y es la constante adiabática (y = 1.4 para el aire y los gases diatónicos) y P es la presión del gas. Por lo tanto, la velocidad de las ondas longitudinales en un gas, partiendode la ecuación del fluido, está dada por

Pero para un gas ideal

Donde R = constante universal de los gases
T = temperatura absoluta del gas
M = masa molecular del gas
Sustituyendo la ecuación nos queda

Onda Transversal

Una onda transversal es una onda en movimiento que se caracteriza porque sus oscilaciones ocurren perpendiculares a la dirección de propagación. Si una ondatransversal se mueve en el plano x-positivo, sus oscilaciones van en dirección arriba y abajo que están en el plano y-z.

Ejemplos de onda transversales incluyen ondas sísmicas secundarias, el movimiento de los campos eléctricos (E) y magnéticos (V) en una onda plana electromagnética, donde ambos oscilan perpendicularmente entre sí, así como en dirección de la transferencia de energía. Por lo tanto, unaonda electromagnética consta de dos ondas transversales, la luz visible es un ejemplo de onda electromagnética.

La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o compresiones consecutivos de la onda. En las ondas transversales la longitud de onda corresponde a la distancia entre dos montes o valles.
La frecuencia (f) corresponde al número de oscilaciones (vibraciones) que efectúacualquier punto de la onda en un segundo. La velocidad de propagación de una onda relaciona estas dos magnitudes.
La velocidad de propagación (v) es igual al producto de la frecuencia por la longitud de onda:
Por lo tanto

ONDAS SONORAS Y FUENTES SONORAS
ONDAS SONORAS
Las ondas sonoras pueden viajar a través de cualquier medio material con una velocidad que depende de las propiedades del medio.Cuando viajan, las partículas en el medio vibran para producir cambios de densidad y presión a lo largo de la dirección de movimiento de la onda. Estos cambios originan una serie de regiones de alta y baja presión llamadas condensaciones y rarefacciones, respectivamente.
Hay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan diferentes intervalos de frecuencia.
 Los audibles
Ondas sonoras queestán dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano, de 20 Hz a 20000Hz. Se generan de diversas maneras, con instrumentos musicales, cuerdas vocales humanas y altavoces.
 Ondas infrasónicas
Son las que tiene frecuencias debajo del intervalo audible. Por ejemplo las ondas producidas por un terremoto.
 Ondas ultrasónicas
Son aquellas cuya frecuencia está por arriba del intervalo...