¿Qué es el SONIDO? | La física de las ondas sonoras

Instituto de Física Teórica IFT

4 Jul 202407:10

Summary

TLDREste script explora la naturaleza del sonido, descrito como una onda mecánica que viaja a través de un medio físico, no pudiendo propagarse en el vacío. Expone cómo las propiedades del material, como densidad y rigidez, afectan la velocidad del sonido. Se discuten conceptos como frecuencia, amplitud y la transformada de Fourier para analizar sonidos complejos. Además, se ilustra cómo los objetos como auriculares con cancelación de ruido utilizan la interferencia destructiva para silenciar el ruido ambiental, ofreciendo una visión detallada de la ciencia detrás de lo que escuchamos.

Takeaways

🌌 El sonido es una onda mecánica que se propaga a través de la vibración de las moléculas en un medio.
📍 El sonido necesita un medio como gas, líquido o sólido para propagarse, no puede hacerlo en el vacío del espacio.
🚀 En el espacio, los sonidos no se escuchan como en las películas de ciencia ficción, sino que no se escucha nada debido a la ausencia de un medio para la propagación del sonido.
👂 Dentro de una nave espacial con aire, el sonido puede propagarse y es posible la comunicación entre astronautas.
🔊 La amplitud de una onda sonora indica su fuerza; una gran amplitud puede hacer que objetos ligeros se muestren afectados por la onda.
🔁 Las ondas sonoras pueden ser reflejadas, transmitidas o absorbidas por diferentes superficies o materiales.
🌐 El eco es el resultado de la reflexión de las ondas sonoras en una superficie y su rebote.
🔄 La absorción del sonido ocurre cuando la energía de la onda se convierte en otras formas de energía, como el calor.
⚙️ La frecuencia de una onda sonora, dada por la velocidad del sonido dividida por la longitud de la onda, determina el tono que percibimos.
🏗️ La velocidad del sonido en un material depende de la rigidez o elasticidad y la densidad del material.
🎵 Las ondas sonoras puras tienen una frecuencia y amplitud específicas, pero en la vida real, escuchamos una combinación de múltiples ondas que forman sonidos complejos.
📊 La transformada de Fourier es una técnica matemática que descompone sonidos complejos en ondas puras más simples, lo que permite el análisis detallado del sonido.
🎛️ Los micrófonos convierten las ondas sonoras en señales eléctricas, mientras que los altavoces funcionan de manera opuesta, creando ondas sonoras a partir de señales eléctricas.
🎧 Los auriculares con cancelación de ruido utilizan la interferencia destructiva para anular el ruido ambiental generando ondas sonoras con la misma amplitud pero con una fase invertida.

Q & A

¿Qué es un sonido?
-El sonido es una onda mecánica que surge de la vibración de las moléculas del medio a través del cual se propaga.
¿Por qué el sonido no puede propagarse en el espacio exterior?
-El sonido necesita de un medio como un gas, líquido o sólido para propagarse, y el espacio exterior es un vacío que no ofrece tal medio.
¿Cómo es que los astronautas pueden hablar dentro de una nave espacial si el sonido no puede propagarse en el espacio?
-Los astronautas pueden hablar dentro de la nave espacial porque hay aire presente, que permite la propagación del sonido.
¿Qué permite ver objetos muy ligeros si una onda sonora es muy fuerte?
-Cuando una onda sonora es muy fuerte, permite ver objetos ligeros debido a que las moléculas se desplazan en la región menos densamente empaquetada de la onda.
¿Qué son los Ecos y cómo se producen?
-Los ecos son un fenómeno que ocurre cuando una onda sonora se refleja en una superficie y cambia de dirección.
¿Qué sucede cuando una onda sonora se transmite a través de un material?
-La transmisión ocurre cuando la onda sonora pasa a través de un material, manteniendo su forma y energía.
¿Cómo se define la absorción del sonido y cómo ocurre?
-La absorción del sonido es el proceso en el cual la energía de la onda sonora se convierte en otras formas de energía, como el calor, dentro del material que encuentra.
¿Qué factores afectan la tasa de absorción de un material y cómo?
-La tasa de absorción depende de las propiedades del material, como su densidad, porosidad, textura, temperatura, humedad, presión atmosférica, espesor y características de la superficie.
¿Cómo se relaciona la frecuencia de una onda sonora con el tono que escuchamos?
-La frecuencia de una onda sonora determina el tono; una frecuencia más alta produce un tono más agudo, mientras que una frecuencia más baja produce un tono más grave.
¿Qué es la amplitud en el contexto de las ondas sonoras y cómo está relacionada con el volumen del sonido?
-La amplitud se refiere a la magnitud del desplazamiento de las partículas del medio debido a la onda sonora y está relacionada con la intensidad o volumen del sonido; una mayor amplitud significa un sonido más fuerte.
¿Cómo funciona un micrófono para convertir ondas sonoras en señales eléctricas?
-Un micrófono tiene un diafragma que vibra cuando las ondas sonoras lo golpean, lo que hace que una bobina unida se mueva dentro de un campo magnético, generando una corriente eléctrica que corresponde a la onda sonora.
¿Cómo funcionan los auriculares con cancelación de ruido y qué llamado fenómeno se utiliza para ello?
-Los auriculares con cancelación de ruido tienen un micrófono que recoge los sonidos ambientales y luego generan una onda sonora con la misma amplitud pero con una fase invertida, lo que se conoce como interferencia destructiva, para cancelar el ruido.
¿Qué es la transformada de Fourier y para qué se usa en el análisis de sonido?
-La transformada de Fourier es un proceso matemático que descompone una onda sonora compleja en ondas puras más simples, cada una con su propia frecuencia y amplitud, permitiendo entender la estructura detallada del sonido.