FENÓMENOS ONDULATORIOS

Reflexión y refracción del sonido

Se comprueba que las ondas sonoras se reflejan en el mismo ángulo con el que inciden, pero se atenúa si la superficie es blanda o rugosa.

Se puede entender el mecanismo de la reflexión si se considera que las distintas presiones sonoras trasportadas por la onda que inciden contra un material hacen que este vibre. Parte de la energía vibratoria se devuelve al medio material mediante la reflexión y la otra parte absorbida, a su vez, se trasforma en otros dos tipos de energía: la que disipa en el medio y la que se transmite por el material.


Refracción del sonido en un mismo medio

La refracción es otra de las características de los movimientos ondulatorios. Consiste en el cambio de dirección y de rapidez que sufre una onda cuando pasa de un medio a otro de distinta características. Pero la refracción también puede producirse dentro de un mismo medio cuando las características de este no son perfectamente homogéneas, sino que varían en cuanto a su densidad o su temperatura y, por consiguiente, la rapidez de propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dada que la temperatura del aire no es uniforme.

En un día soleado, las capas de aire próximas a la superficie terrestre están a mayor temperatura que las capas más altas, y por lo tanto, la rapidez del sonido aumenta con la temperatura porque las moléculas oscilan más rápidamente y transmiten al entorno la perturbación, por ello  en las capas bajas la rapidez es mayor que en las altas.

Caso contrario sucede en las noche, donde el aire próximo a la tierra se enfría más rapidamente que el de las capas inmediatamente superiores. De este modo, el sonido emitido desde el suelo se curva hacia abajo en las capas frías más altas. Por ello en la noche podemos escuchar con un mayor alcance.


Absorción y aislamiento acústico

La absorción del sonido es uno de los problemas fundamentales con que se enfrentan un ingeniero cuando desea aislar del ruido, un edificio o una zona determinada.

Afortunademente, los distintos materiales tienen la capacidad de absorber energía acústica según su porosidad. Basándose en esta propiedad, se decide qué materiales son más adecuados pra revestir las paredes interiores de la una sala, por ejemplo. Cuanto más poroso se un material, más absorbente será y, por lo tanto, reflejará menos sonido. Si una habitación tiene las paredes lisas, cuando hay varias personas hablando dentro de ella habrá más ruido que si revestimos las mismas paredes con gruesas cortinas de tela.

Para conseguir un buen aislamiento acústico, es necesario impedir que el sonido se trasmita, para ello es necesario materiales duros, pesados y poco elásticos. Algunos ejemplos osn hormigón, acero, plomo, etc.


Reverberación

Es la prologación del sonido una vez que se ha extinguido la fuente sonora. Se produce por las múltiples ondas reflejadas que continúan llegando al oído. Si las paredes fueran reflectores perfectos, el proceso sería de duración infinita, afortunademente, en las paredes se absorbe sonido y el proceso tiene una duración limitada.


Eco

El eco es otro fenómeno relacionado con la reflexión del sonido. Se produce cuando el sonido inicial ya se ha extinguido y aparece un sonido igual de forma reflejada.

Cuando la superficie reflectante está suficientemente lejos, nuestro oído puede percibir por separado la onda directa y la reflejada. Si la separación temporal entre ambos sonidos es superior a 0,1 (s), el sonido repetido se llama eco. es decir, el oído puede percibir dos sonidos al menos. 

Si suponemos que la rapidez del sonido es de 340 m/s, entonces la distancia que recorre en 0,1 (s) es de 34 (m), pero como la onda debe ir y venir, entonces es de 17 (m).


Resonancia

Todos los cuerpo tienen una frecuencia de vibración propia de cada estructura, por ello cuando recibe estímulos de una fuente ondulatoria  externa de la misma frecuencia o muy próxima, su amplitud de oscilación aumenta considerablemente. 

En el caso de los instrumentos musicales es muy bueno este efecto, porque permite amplifcar el sonido, como por ejemplo la caja de resonancia de la guitarra, este efecto también se obserba al vibrar el parche de una caja o bombo.

Sitios de interés

Sociedad chilena de física

SOCHIFI