Unidad 1 “Principios de acústica”

AGENDA Qué es el sonido Características del sonido Decodificación del sonido . Acústica Intensidad, tonos, timbres y decibeles, rango dinámico, umbral de audición, frecuencias audibles. Altura y frecuencia Armónicos, octava y las notas Descomposición de series fourier (armónicos) Sonido analógico

Sonido El sonido es una onda mecánica o movimiento ondulatorio que se propaga en un medio elástico (normalmente aire ) o a través de la materia — que se puede encontrar en estado gaseoso, líquido o sólido —.

En general, sonido es la sensación, en el órgano del oído, producida por este movimiento ondulatorio. El sonido no se propaga en el vacío.

Elementos de una onda Longitud de onda cresta Frecuencia. El número de ciclos en un determinado tiempo valle Periodo T (intervalo de tiempo para realizar un ciclo)

Frecuencia. El número de ciclos en un determinado tiempo Se mide en ciclos por segundo cps o hertzios (Hz)

Acústica Inicialmente: Actualmente: La acústica tenía por objeto el estudio de las ondas que impresionaban nuestro sentido del oído. Actualmente: Comprende las ondas que tienen las mismas propiedades del sonido

Acústica Es la rama de la física que estudia el sonido. Estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido.

Ramas de la acústica Aeroacústica. Acústica (física). Acústica arquitectónica. Psicoacústica. Bioacústica. Acústica subacuática. Acústica musical. Electroacústica. Acústica fisiológica. Acústica fonética. Macroacústica.

Nuestro estudio Acústica (física): Acústica musical: Electroacústica: análisis de los fenómenos sonoros mediante modelos físicos y matemáticos. Acústica musical: estudio de la producción de sonido en los instrumentos musicales, y de los sistemas de afinación de la escala Electroacústica: estudia el tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la captación (micrófonos y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces) etc.

Naturaleza del sonido El origen del sonido es movimiento vibratorio (cuerdas vibrantes, placas vibrantes, tubos sonoros) Los sonidos de la voz son producidos por las vibraciones de las cuerdas vocales, cuya tensión es regulada por los músculos

No todos los movimientos vibratorios producen sonidos. Solo las vibraciones de frecuencia de 20 hasta 20kHz producen la sensación del sonido

20 khz.. (sonido agudo) 20 hz (sonido grave .. Bajos) Frecuencias bajas Frecuencias altas

Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Este rango depende de la edad. Cuanto más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.

Rango de frecuencias

Frecuencia audible Niños 16 a 25kHz Ancianos Hasta 12 kHz Animales (perros o murciélagos) Hasta 80kHz

Recepción del sonido 1) El oído humano

Las ondas sonoras entran en el oído y golpean una membrana elástica, llamada el tímpano, que vibra por resonancia a la misma frecuencia que la onda Las vibraciones se transforman en señales eléctricas que son llevadas por los nervios auditivos hasta el cerebro en donde la sensación de sonido se realiza

2) Micrófonos.

Trabaja de la misma forma que el oído Las ondas sonoras ponen a vibrar una membrana y esta produce señales eléctricas que después son amplificadas y que se puede llevar a un altavoz.

Características del sonido Las cuatro cualidades básicas del sonido son: Tono intensidad timbre duración

tono viene determinado por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras (es lo que permite distinguir entre sonidos graves, agudos o medios) medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).

Intensidad: Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell

Cálculo de decibeles I0 es 10-16 w/cm2 que corresponde al sonido más debil que se puede oir.

Ejemplo: un sonido de 10-4 w/cm2 produce :120 db

Nivel de intensidad ( w/ cm 2) El oído oye intensidades sonoras de 10-16 w/cm2 a 10-4 w/cm2. Por eso se prefiere utilizar escala logarítmica en base 10.

Fuente decibeles Umbral de la sensación sonora Conversación en voz baja 20 Pequeño motor 40 Conversación normal 60 Calle de mucho tráfico 80 Taladro de la sensación dolorosa 100 Umbral de la sensación dolorosa 120

timbre es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos

Si se escucha la misma nota dada por un violín y un piano Si se escucha la misma nota dada por un violín y un piano. Se sabrá a que instrumento pertenece cada nota. Esto es sonidos se difieren por sus timbres

Armonicos Un sonido puro es simplemente una sinusoide ¿Pero un sonido complejo períodico como se determina?

El fránces Fourier mostró que cualquier función periódica de frecuencia f, Puede expresarse como una suma de funciones sinusoidales de frecuencia f. f, 2f, 3f,… llamadas así frecuencias fundamental y armónicos

Así la misma nota en el piano y en el violín tienen la misma frecuencia fundamental f, pero difieren por el número y las intensidades de sus armonicos.

Duración. es la cualidad que determina el tiempo de vibración de un objeto. Por ejemplo, podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc..

El sonido en la música El sonido, en combinación con el silencio, es la materia prima de la música. Hay sonidos de todas clases: largos y cortos, fuertes y débiles, agudos y graves, agradables y desagradables.

El sonido ha estado siempre presente en la vida cotidiana del hombre. A lo largo de la historia el ser humano ha inventado una serie de reglas para ordenarlo hasta construir un lenguaje musical.

Propiedades Altura: es la afinación de un sonido; esto es, si es grave, medio o agudo

Duración. es el tiempo durante el cual se mantiene dicho sonido. Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda con arco, como el violín por ejemplo; los de viento dependen de la capacidad pulmonar, y los de percusión, de los golpes. La guitarra necesita, al igual que el piano, de un martilleo que golpee las cuerdas, y solo se escucha el sonido hasta que la cuerda deja de vibrar.

Intensidad: equivale a hablar de volumen: un sonido puede ser fuerte o débil. Timbre: es la cualidad que nos permite distinguir distintos instrumentos o voces, aun cuando se encuentran emitiendo sonidos con la misma altura, duracion e intensidad

Notas musicales Las frecuencias de los sonidos utilizados en música no varían de manera continua. Se emplean solamente sonidos de frecuencias bien determinadas que los músicos llaman notas y que son escogidas más por razones estéticas que físicas.

Si se escoge una frecuencia f, también se utiliza la nota de frecuencia 2f llamada octava. En el interior de una octava la sucesión de notas se denomina escala y tienen los nombres: do re mi fa sol la si