¿Qué es el sonido?

El sonido es una forma de energía, al igual que la electricidad y la luz. Se produce un sonido cuando las moléculas de aire vibran y se mueven en un patrón llamado ondas u ondas sonoras. Piense en cuando aplaude o cuando cierra de golpe la puerta del coche. Esa acción produce ondas sonoras, que viajan a sus oídos y luego a su cerebro, que dice: «Reconozco ese sonido».

  • El sonido es una onda, una onda longitudinal.
  • El sonido necesita un medio para viajar
  • Las ondas tienen una amplitud (volumen), frecuencia (tono), longitud de onda (velocidad), etc.

La ciencia del sonido: cómo funcionan las ondas sonoras

En el aire, 331 metros por segundo (MPS) crea una especie de «reacción en cadena». Si observa esto de cerca, notará que la onda se forma porque una molécula de aire individual recibe un empujón, lo que hace que empuje el molécula de aire justo al lado. A medida que cada molécula de aire se recupera de su empuje, la onda pasa.

Resulta que el aire puede soportar no solo una ola, sino muchas olas diferentes simultáneamente. Esto significa que se pueden mezclar varios tonos puros y enviarlos por el aire al mismo tiempo. De aquí es de donde provienen la música, el habla y otros «ruidos».

Cuando dibujamos una onda de sonido, los picos y valles de las ondas están muy juntos o muy separados. Las ondas sonoras vibran a diferentes velocidades o «frecuencias» a medida que se mueven por el aire. La frecuencia se mide en ciclos por segundo, o Hertz, en honor al físico alemán que experimentó con el sonido en el siglo XIX. Cuanto más rápido vibre un objeto, es decir, cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el tono del sonido. Por ejemplo, un diapasón para A por encima del C medio vibrará 440 veces por segundo y tiene una frecuencia de 440 Hertz.

¿Qué hace el sonido? Longitud de onda y amplitud

Cuando se crea una onda, la distancia entre una compresión y la siguiente se llama longitud de onda. Cuanto más rápido pasan las ondas de sonido por un punto determinado, más corta es la longitud de onda y más alta es la frecuencia. Los sonidos de todas las frecuencias viajan a la misma velocidad en el mismo medio. (El sonido en aire seco a 0 C viaja a una velocidad de 1200 kilómetros por hora, o 331,6 MPS; en un medio sólido, las ondas sonoras viajan más rápido).

Las vibraciones también pueden «comprimir» las moléculas de aire juntas muy fuerte o muy suavemente. Esta compresión se llama «amplitud» y se representa en la mitad superior del diagrama a continuación. La mitad inferior del diagrama es una representación de la presión del aire durante una onda de sonido. La línea horizontal representa la presión atmosférica normal.

Cuanto más empujamos un objeto para hacerlo vibrar, mayores son las vibraciones y más fuerte es el sonido, o mayor es la amplitud. Las ondas sonoras con la misma frecuencia pueden tener diferentes amplitudes.

La amplitud es la mitad de la altura de la onda de sonido.

Dado que el sonido es una forma de energía, se puede cambiar de una forma a otra. Otras formas de energía se pueden transformar en sonido. La energía del sonido se puede transformar en energía eléctrica. Las ondas sonoras que se transforman en electricidad se pueden ver en un osciloscopio.

El sonido viaja rápidamente en el aire a casi 340 metros por segundo, pero puede viajar a través del acero a unos 5200 metros por segundo. 770 MPH, es la velocidad del sonido, o Mach 1.

Cuando vas a un concierto de rock, es posible que tengas que taparte los oídos porque el sonido es muy fuerte. Esta sonoridad se llama intensidad. La intensidad se mide en unidades llamadas decibelios o dB. El umbral de sonido es 0dB. Un concierto de rock tiene una intensidad de 120 decibeles. Los sonidos de 120 decibeles o más pueden causar dolor a las personas y daños en los oídos.

El sonido viaja como ondas sonoras. Cuanto mayor sea la vibración, mayor será la amplitud de las ondas y más fuerte será el sonido.

¿Cómo funciona el tono?

Cada sonido tiene un rango de tono alto a bajo. El tono de un sonido depende de la frecuencia de las vibraciones que lo provocan. La frecuencia de un sonido es el número de ondas o vibraciones completas que pasan por un lugar en particular cada segundo.

  • Cuantas más vibraciones por segundo, mayor será la frecuencia y el tono del sonido.
  • Cuantas menos vibraciones por segundo, menor será la frecuencia y el tono del sonido.

Por ejemplo, un sonido con una frecuencia de 880 Hz es una octava más alta que uno con una frecuencia de 440 Hz. Para los humanos, la audición se limita a frecuencias entre aproximadamente 20 Hz y 20000 Hz, y el límite superior generalmente disminuye con la edad.