Las Ondas y el Sonido El presente material contiene informaciones recopiladas de distintas fuentes (Internet y enciclopedias) que fueron organizadas por la Prof. Nély Aguinaga para los estudiantes de los 8vos. Grados A-B-C y D del Colegio Cristo Rey

SONIDOS Y ONDAS SONORAS Todos los seres vivos estamos rodeados de sonidos de diferentes formas, intensidades y procedencias. Para comprender el estudio del Sonido, es necesario que comencemos con comprender el concepto y las características de las ondas Una onda es una perturbación que se propaga transportando energía, pero sin transporte de materia. Propagación de una onda Punto de Equilibrio

Elementos que se pueden distinguir en una onda: Cresta: es la parte más elevada de una onda. Valle: es la parte más baja de una onda. Amplitud: es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento desde el punto de equilibrio hasta la cresta o el valle. Longitud de onda (l): es la distancia comprendida entre dos crestas o dos valles. Período (T): el tiempo transcurrido para que se realice una onda completa.. Onda completa: cuando ha pasado por todas las elongaciones positivas y negativas. Frecuencia (f): Es el número de ondas que se suceden en la unidad de tiempo. Se mide en una unidad de medida llamada Hertzio (Hz), 1 Hz = 1vib/seg. (Vibración x segundo)

Clasificación de las ondas: Las ondas se pueden clasificar por su naturaleza y por la forma de propagarse. Por su naturaleza: en Mecánicas y Electromagnéticas Ondas mecánicas: Son aquellas que para propagarse necesitan de un medio físico (sólido, líquido o gas). Se basan en la elasticidad de la materia. Ej.: las ondas sonoras, ondas sísmicas. Ondas electromagnéticas: Son aquellas que para poder propagarse no necesitan un medio físico. Estas ondas son creadas por campos eléctricos y magnéticos variables. Ej.: La luz, las ondas de radio, microondas, rayos X. Según su forma de propagarse: en Transversales o Longitudinales Ondas transversales: Son aquellas en las cuales la dirección de propagación es perpendicular a la dirección de vibración. Ondas longitudinales: Son aquellas en la cuales las partículas vibran en la misma dirección de propagación.

SONIDO El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo. La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos. Propagación y Velocidad del sonido Para que el sonido se transmita se necesita que las moléculas vibren en torno a sus posiciones de equilibrio. En algunas zonas de las moléculas de aire, al vibrar se juntan (zonas de compresión) y en otras zonas se alejan (zonas de rarefacción), esta alteración de las moléculas de aire es lo que produce el sonido. Las ondas sonoras necesitan un medio en el que propagarse, por lo que son ondas mecánicas.

Se propagan en la misma dirección en la que tienen lugar las vibraciones del medio: son ondas longitudinales. La velocidad de propagación de las ondas sonoras depende de la distancia entre las partículas del medio; por tanto, la velocidad en general es mayor en los sólidos que en los líquidos y en estos, a su vez, que en los gases. La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 340 m/s (a 20 °C de temperatura y a nivel del mar), pero como mencionamos en el apartado anterior, esta magnitud varía dependiendo del material en el cual se propaga. MEDIO TEMPERATURA (C) VELOCIDAD (m/s) Aire 331.7 20 340 Oxígeno 317 Agua 15 1450 Acero 5130 Caucho 54 Aluminio 5100

Cualidades del Sonido Desde el punto de vista de la percepción del sonido por el ser humano los sonidos se caracterizan por su intensidad, tono, timbre y duración. a) Intensidad: La intensidad o el volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y esta relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad de tiempo. Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibeles (dB).   Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). b) Tono o Altura El tono es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en agudos y graves y esta relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Medimos esta característica en ciclos por segundos o Hertzios (Hz). Para que podamos percibir los humanos un sonido, éste debe estar comprendido en la franja de 20 y 20.000 Hz. Por debajo los 20 Hz. tenemos los infrasonidos y por encima de los 20.000 Hz. ultrasonidos.

Los sonidos agudos tienen una frecuencia alta, mientras que los sonidos graves tienen una frecuencia baja. Es decir, que para los sonidos agudos se repiten más ciclos en cada unidad de tiempo que en los graves. c) Timbre Es la cualidad que permite distinguir la fuente sonora. Cada material vibra de una forma diferente provocando ondas sonoras complejas que lo identifican. Por ejemplo, no suena lo mismo un clarinete que un piano aunque interpreten la misma melodía. e) Duración: La duración. Esta cualidad está relacionada con el tiempo de vibración del objeto. Por ejemplo, podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc.

El eco del sonido y sus utilidades: Ecolocalización Las ondas sonoras como cualquier otra onda tienen la propiedad de “rebotar” en los objetos, es decir, reflejarse, este fenómeno de reflexión de las ondas sonoras se conoce como “ECO”. El término de ecolocalización se refiere a una capacidad de localizar y discriminar objetos por las ondas acústicas de alta frecuencia de proyección y escuchar o percibir los ecos producidos. Existen seres vivos que utilizan la ecolocalización para localizar objetos, presas, etc., podemos citar a los murciélagos y delfines. Otro ejemplo de ecolocalización es la utilización del sonar marino; se basa en las reflexiones de los ultrasonidos emitidos por un aparato que los detecta y mide el tiempo que tardan en regresar.

Utilización en medicina. Ecografía. El sonar ha resultado ser un instrumento cada vez más utilizado en medicina. Con un sonar ligeramente presionado sobre nuestra piel pueden hacerse vibrar nuestros fluidos y tejidos internos; esto es, producir ultrasonidos en el interior de nuestro cuerpo. Cada tejido y cada órgano transmite mejor o peor estos sonidos, y analizando los ecos producidos por las reflexiones que se Producen en huesos, músculos, etc., mediante un ordenador adecuado, puede formarse una imagen de lo que hay en nuestro interior: una ecografía. Hoy en día se pueden obtener imágenes reales en 2 y 3 dimensiones, con la ECOGRAFÍA.

El Sonido y la Audición Como hemos visto antes, el sonido es una forma de energía producida por el movimiento vibratorio de los cuerpos que en el oído es percibida como sensación auditiva. El oído es el órgano de la audición, está formado por tres secciones diferentes: el oído externo, el oído medio y el oído interno. Estas partes trabajan juntas, para que se pueda oír y procesar sonidos todo el día, cada día. Oído externo, formado por la oreja y el conducto auditivo externo. Oído medio, que limita con el anterior por el tímpano. Está constituido por la cadena de huesecillos: martillo, yunque y estribo. Oído interno, en el que encontramos la cóclea o caracol y los canales semicirculares.

Estructura del oído humano

Pero…¿Cómo escuchamos? El sentido del oído funciona de la siguiente manera: 1.- Las ondas sonoras penetran en el pabellón auditivo y viajan a través del conducto auditivo hasta el tímpano. 2.- El tímpano es una pequeña membrana que vibra transmitiendo el aire a los huesos del oído y haciendo que éstos se muevan. 3.- Esos tres pequeños huesos (huesecillos), el martillo, el yunque y el estribo, hacen que sus vibraciones lleguen al oído interno. 4.- A través de la cóclea (también conocido como caracol) y del líquido que la rellena se transforma el movimiento en señales nerviosas. 5.- Estas señales llegan al cerebro que las decodifica e interpreta como sonido o señales auditivas.

Estructura del oído: camino recorrido por las ondas sonoras

El oído también ayuda a tener equilibrio corporal Los oídos hacen más cosas que simplemente escuchar -también te ayudan a mantener el equilibrio. En el oído interno, hay tres pequeños bucles llamados conductos semicirculares. Están situados justo encima de la cóclea (caracol). Estos pequeños bucles tienen mucho en común con la cóclea: están llenos de líquido y tienen miles de pelitos microscópicos. Pero tienen una función diferente: la cóclea sirve para oír y los conductos semicirculares para el equilibrio. ¿Qué evita que te caigas al suelo cuando te agachas para tocar los dedos de los pies? ---< todo lo que sucede en tus conductos semicirculares>--- Cuando mueves la cabeza, el líquido en los conductos semicirculares se mueve también. El líquido mueve los pelillos, que envían un mensaje nervioso al cerebro sobre la posición de tu cabeza. En menos de un segundo, el cerebro averigua dónde está tu cabeza y a qué músculos enviar mensajes para que mantengas el equilibrio.

¿Qué es la cera de los oídos? ¿Para qué sirve? La cera de los oídos es una sustancia pegajosa que se fabrica en el canal auditivo externo. El nombre técnico para esta materia cerosa es cerumen. La cera de los oídos tiene dos funciones importantes. En primer lugar, contiene sustancias químicas especiales que combaten las infecciones que podrían dañar la piel del interior del canal auditivo. En segundo lugar, actúa como un escudo entre el mundo exterior y el tímpano. Cuando el polvo, la suciedad y otras sustancias se meten en el oído, la cera los atrapa e inmoviliza allí, para que no puedan avanzar más. Por su función protectora no es recomendable eliminar la cera del oído, mucho menos introducir objetos puntiagudos o inclusive cottonetes por el riesgo de producir daños en el oído medio e interno. Existen casos de producción excesiva de cera, si así fuere, lo más recomendable es acudir a un otorrino (médico especialista en cuidado del oído) para que indique el tratamiento más adecuado.

Fin de la Presentación

Ejercitario Completa los espacios ( ). Cualidad del sonido que permite distinguir sonidos graves y agudos ( ) Unidad de medida que se utiliza para calcular la intensidad del sonido ( ) La velocidad del sonido es mayor en ( ) y menor en ( ) Parte más elevada de una onda ( ) Distancia que existe entre dos crestas o dos valles sucesivos ( ) Perturbación de un medio que se propaga transportando energía, pero sin transporte de materia ( ) Tiempo transcurrido para que se realice una onda completa ( ) Clasificación de las ondas según su naturaleza ( ) Clasificación de las ondas según la forma de propagarse ( ) Rama de la Física que se encarga del estudio de todo lo relacionado con los sonidos ( ) Cualidad del sonido que permite distinguir sonidos fuertes y débiles ( ) Capacidad de localizar y discriminar objetos por las ondas acústicas de alta frecuencia de proyección y escuchar o percibir los ecos producidos. ( )

Elabora un resumen del proceso de audición Estructuras que forman el oído externo ( ) Estructuras que forman el oído medio ( ) Estructuras que forman el oído interno ( ) Estructura ubicada en el oído interno, nos ayuda a mantenernos en equilibrio ( ) Sustancia pegajosa que se fabrica en el canal auditivo externo, tiene una función protectora para las estructuras internas del oído ( ) Cualidad del sonido que permite distinguir la fuente sonora ( ) Cualidad del sonido que permite distinguir sonidos cortos y largos ( ) El rango de audición para seres humanos son ondas de frecuencia entre 20 a 20.000 Hz, las ondas con frecuencia inferior a 20 Hz. son ( ) y las de frecuencia superior a 20.000 Hz.son ( ) Si una onda sonora supera los 140 dB, alcanza el ( ) Elabora un resumen del proceso de audición