ONDAS SONORAS Y AUDICIÓN

Semana : 18

Fecha : 02 al 05 de agosto del 2021

Objetivo de La Clase :

- Explicar las características de las ondas sonoras y su

interacción con la materia.

- Explicar la fisiología de la audición

Nombre del Docente : Alberto Arenas/Claudia Cerna/Equipo PIE

Curso : Primer Nivel Medio.

Jornada : Mañana – Tarde – Noche.

Email : alberto.arenas@ceiaept2.cl

: claudia.cerna@ceiaept2.cl

SONIDO• En el mundo en que vivimos

estamos rodeados de sonido

• El sonido es una sensación captada por nuestro órgano de la audición, el oído.

Definición El sonido es una onda que se propaga por un medio (sólido, líquido o gaseoso) cuyas partículas tienen la capacidad de vibrar (medio elástico).

✓ Es una onda mecánica, longitudinal y viajera.

✓ Todo sonido es producido por un objeto material que vibra.

Ejemplo: ¿Cómo se genera el sonido de un diapasón?

Espectro sonoroLos sonidos pueden ser clasificados según su frecuencia de la siguiente forma:

TIPOS DE SONIDOS

Sónicos: son los sonidos audibles al ser humano.

Infrasonidos: los cuales podemos definirlos como las vibraciones depresión cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puedepercibir, es decir, entre 0 y 20 Hz.

Los ultrasonidos: son aquellas ondas sonoras cuya frecuencia essuperior al margen de audición humano, es decir, 20 Khz (20000hz), aproximadamente.

aparatos electroacústicos

Murciélagos, ecolocación

Perro, ladrando

Características de las ondas sonorasNos permite diferenciar un sonido de otro.

El sonido posee tres características:

❑ Volumen o intensidad

❑ Tono o altura

❑ Timbre

Intensidad sonora: En nuestra vida diaria esta se asocia alvolumen de un sonido (fuerte o débil). En física, laintensidad tiene relación con la cantidad de energía quetransporta una onda sonora y se mide en decibeles (dB).

El gráfico de una onda sonora intensa, tiene mayor amplitud que una menos intensa.

Tono o altura: Este parámetro llamado tono, depende de la frecuencia de la onda sonora, mientras mayor sea la frecuencia de la onda, más agudo es el sonido. A su vez, mientras menor sea la frecuencia de la onda sonora, más grave es el sonido.

Timbre: Es una característica del sonido que permite diferenciar entre dos sonidos de igual tono e intensidad,emitidos por dos fuentes sonoras diferentes.Si tenemos dos instrumentos musicales y estos emiten una onda de la misma frecuencia e intensidad, podemosdistinguir una variación entre los sonidos de ambos instrumentos. Esto se explica por la diferencia en la forma operfil de cada onda.

En general, los sonidos que escuchamos están compuestos por varias ondas sonoras mezcladas; una cuya frecuencia es la fundamental, más un número de otras ondas cuyas frecuencias corresponde a distintos armónicos. Nosotros percibimos esta mezcla de ondas como una sola, el sonido.

Por ejemplo, si un violín y una guitarra tocan una nota “La” ( la misma frecuencia fundamental para ambos), el cuerpo de cada instrumento vibra produciendo distintos armónicos, que se mezclan con la frecuencia fundamental y generan el timbre característico de la guitarra y del violín.

Así, el timbre depende de las características físicas del cuerpo que emite el sonido.

Transmisión de las ondas de sonido

La velocidad con la quese propaga la ondadepende únicamente delas características delmedio, siendoindependiente de lafrecuencia que la ondaposea.

La interacción del sonido con la materia dependerá delas características que posea el medio de propagación ylas características del entorno. Así, las ondas sonoraspueden ser reflejadas, absorbidas o refractadas.

INTERACCIÓN DEL SONIDO CON LA MATERIA

REFLEXIÓN DEL SONIDO

REFLEXIÓN DEL SONIDO

ECO: Se produce cuando una onda sonora se

refleja y regresa hacia su emisor.

No debe haber objetos que absorban el sonido.

Debe haber cierta distancia para que se

produzca.

REVERBERACIÓN: Son sucesivos ecos.

Las ondas sonoras rebotan varias veces

contra distintas superficies.

Dificulta entender un mensaje o escuchar

nítidamente una melodía.

▪ Los materiales que presentan mayor índice de absorción

del sonido son aquellos que poseen baja densidad y son

relativamente blandos, como alfombras, sofás, plumones

o cojines.

▪ Coeficiente de absorción, el cual indica el porcentaje de

energía absorbido por unidad de espesor de un material

con respecto a la intensidad original de la onda incidente.

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Refracción del sonido

El fenómeno derefracción de unsonido ocurrecuando una ondasonora pasa de unmedio a otro,alterando suvelocidad depropagación deacuerdo a diferenciasen la densidad, laelasticidad y latemperatura.

PREGUNTAS DE ANÁLISIS

1. ¿Explique por qué en una casa vacía se forma eco, como lo podemos eliminar?

2. ¿Cómo explicarían que el sonido, al atravesar una pequeña abertura, pueda seroído por personas en ubicaciones distintas?

3. ¿Qué consecuencias tiene para la salud de las personas la exposiciónprolongada al ruido?

¿Por qué se produce el efecto Doppler?

EL EFECTO DOPPLER El efecto Doppler es el cambio en la percepción de

la frecuencia de una onda debido al movimiento de

su fuente, el receptor, o de ambos.

La frecuencia aparente percibida por el receptor en el

efecto Doppler, se puede calcular mediante la

siguiente expresión:

Donde f es la frecuencia de la fuente sonora,

V es la velocidad del sonido,

Vf es la velocidad de la fuente sonora.

▪ La resonancia acústica ocurre cuando las ondas

sonoras ocasionan la vibración de las partículas de

los cuerpos en su frecuencia natural de oscilación,

provocando diversos efectos.

▪ Un ejemplo es el de una cantante de tono muy

agudo que al cantar puede quebrar una copa de

cristal provocando que las partículas de la copa

entren en resonancia y vibren a su mayor amplitud.

RESONANCIA ACÚSTICA

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DETECCIÓN DE ULTRASONIDOS EN LA NATURALEZA: LA ECOLOCALIZACIÓN

▪ Algunos mamíferos, como los delfines y los

murciélagos, no necesitan de la visión para

orientarse o buscar alimento, sino que emplean la

audición. Estos animales tienen la capacidad de

emitir ondas sonoras de alta frecuencia y luego

percibir el eco de los sonidos que emiten,

mecanismo llamado ecolocalización. Al recibir las

ondas reflejadas en algún obstáculo del medio

(troncos de árboles u otros animales, por ejemplo)

pueden saber el tamaño, la distancia y la dirección

de los distintos objetos y de esta forma conocer su

entorno.

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¿Qué aplicaciones tienen las ondas sonoras?• Las ondas sonoras de infrasonido y de ultrasonido tienen múltiples aplicaciones, ya sea en la investigación, la

industria y la medicina. A continuación, analizaremos algunas de ellas.

El sonido llega a nuestros oídos gracias a que las partículas

que componen el aire vibran y transmiten su oscilación.

¿Cómo llega el sonido hasta nuestros oídos?

El oído es el órgano que nos permite detectar los

sonidos de nuestro entorno. En su interior ocurren una

serie de eventos que transforman las ondas de

compresión y descompresión del aire en impulsos

nerviosos que son enviados al cerebro.

El oído está conformado por tres secciones:

- oído externo,

- oído medio y

- oído interno.

Las partes de la onda en que la presión aumenta (las moléculas se juntan) se llaman compresiones y aquellas en que la presión disminuye (las moléculas se alejan) se llaman rarefacción.

¿De qué manera percibimos el sonido?

Preguntas de Análisis:1. ¿Qué riesgo tiene el uso prolongado de audífonos con música?2. ¿Cuáles son las estructuras del oído que se ven afectada por los audífonos y el exceso de volumen?

PREGUNTA ESENCIAL SEMANA 18.

Un montañista grita frente a una montaña y dos segundos después escucha el sonido reflejado.

a. ¿Cuál es el fenómeno físico que se ha producido? Explique

b. ¿A qué distancia se encuentra la montaña?

c. Si emite el mismo grito en un día caluroso, ¿demorará máso menos tiempo en escuchar el sonido reflejado.