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Sonido

Un tambor produce sonido mediante una membrana vibrante [ a ]. El sonido es un fenómeno en el que las perturbaciones de presión se propagan a través de un medio material elástic...

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Un tambor produce sonido mediante una membrana vibrante [ a ].

El sonido es un fenómeno en el que las perturbaciones de presión se propagan a través de un medio material elástico . En el contexto de la física , se caracteriza como una onda mecánica de presión o magnitudes relacionadas (por ejemplo, desplazamiento ), mientras que en contextos fisiológicos y psicológicos implica un proceso auditivo . [ 1 ] Aunque la sensibilidad al sonido varía entre todos los organismos, el oído humano es sensible a frecuencias de audio que van desde 20 Hz hasta 20 kHz. En términos más generales, las ondas acústicas abarcan ondas longitudinales mecánicas . Ejemplos de la importancia y aplicación del sonido incluyen la música , las técnicas de imágenes médicas , el lenguaje oral y algunas áreas de la ciencia . 

Definición

Según la norma técnica establecida por ANSI/ASA S1.1‑2013 , la Norma Nacional Estadounidense para la Terminología Acústica, el sonido se define como:

"(a) Oscilación en la presión, tensión, desplazamiento de partículas, velocidad de partículas, etc., propagada en un medio con fuerzas internas (por ejemplo, elásticas o viscosas), o la superposición de dicha oscilación propagada.
(b) Sensación auditiva evocada por la oscilación descrita en (a)." [ 2 ]

Esta definición de sonido en dos partes establece que el sonido puede tomarse como un movimiento ondulatorio en un medio elástico, lo que lo convierte también en un estímulo , o como una excitación del mecanismo auditivo que da como resultado la percepción del sonido, lo que lo convierte en una sensación .

Si bien la norma ANSI/ASA S1.1‑2013 proporciona la definición terminológica estándar de sonido utilizada en la acústica estadounidense y es una de las pocas organizaciones de estándares importantes que define el concepto explícitamente, [ 2 ] [ b ] los textos de física e ingeniería a menudo definen el sonido como una especie de perturbación mecánica propagante —es decir, una onda— en lugar de como una vibración. Estas fuentes suelen describir el sonido como una perturbación en las propiedades mecánicas (por ejemplo, presión o movimiento de partículas) que viaja a través de un medio y consiste en variaciones del medio (compresiones y rarefacciones), una formulación adoptada por claridad conceptual y precisión científica. [ 8 ] [ 9 ] [ c ] [ d ]

Acústica

La acústica es el estudio científico interdisciplinario de las ondas mecánicas , las vibraciones , el sonido, el ultrasonido y el infrasonido en medios gaseosos, líquidos o sólidos. Un científico que trabaja en el campo de la acústica se denomina acústico , mientras que una persona especializada en ingeniería acústica puede ser denominada ingeniero acústico . [ 12 ] Un ingeniero de audio , por el contrario, se ocupa de la grabación, manipulación, mezcla y reproducción del sonido.

Las aplicaciones de la acústica se encuentran en muchos ámbitos de la sociedad moderna. Entre sus subdisciplinas se incluyen la aeroacústica , el procesamiento de señales de audio , la acústica arquitectónica , la bioacústica , la electroacústica , el ruido ambiental , la acústica musical , el control del ruido , la psicoacústica , el habla , el ultrasonido , la acústica subacuática y la vibración . [ 13 ]

Física

Dos diapasones de la misma frecuencia que demuestran resonancia acústica . Al golpear uno de ellos, se induce un movimiento vibratorio en el otro mediante la producción de oscilaciones de presión de aire.

El sonido viaja como una onda mecánica a través de un medio (por ejemplo, agua , cristales , aire ). Las ondas sonoras son generadas por una fuente de sonido, como el diafragma vibrante de un altavoz. A medida que la fuente de sonido hace vibrar el medio circundante, las perturbaciones mecánicas se propagan desde la fuente a la velocidad local del sonido , dando como resultado una onda sonora. A una distancia fija de la fuente, la presión , la velocidad y el desplazamiento de las partículas del medio varían en el tiempo . En un instante dado, la presión, la velocidad y el desplazamiento varían espacialmente. Las partículas del medio no viajan con la onda sonora; en cambio, la perturbación y su energía mecánica se propagan a través del medio. [ e ] Aunque intuitivamente previsible para los sólidos, esto también se aplica a los líquidos y gases. [ f ]

La materia que permite la transmisión del sonido se denomina medio de transmisión . Los medios pueden ser cualquier tipo de materia , ya sean sólidos, líquidos, gases o plasmas . Sin embargo, el sonido no puede propagarse en el vacío porque no existe un medio que soporte las perturbaciones mecánicas. [ 14 ] [ 15 ]

La propagación del sonido en un medio está influenciada principalmente por:

  • Existe una relación compleja entre la densidad y la presión del medio. Esta relación, que también se ve afectada por la temperatura, determina la velocidad del sonido dentro del medio.
  • Movimiento del medio en sí. Si el medio se mueve, este movimiento puede aumentar o disminuir la velocidad absoluta de la onda sonora según su dirección. Por ejemplo, si el sonido se propaga a través del viento, su velocidad de propagación aumentará con la velocidad del viento si ambos se mueven en la misma dirección. Si se mueven en direcciones opuestas, la velocidad de la onda sonora disminuirá con la velocidad del viento.
  • La viscosidad del medio. La viscosidad del medio determina la velocidad a la que se atenúa el sonido. Para muchos medios, como el aire o el agua, la atenuación debida a la viscosidad es insignificante. [ g ]

Los estudios teóricos indican que las ondas sonoras transportan una masa gravitacional efectiva extremadamente pequeña. Esta masa surge de correcciones no lineales a la energía-tensión de la onda e implica que las ondas sonoras responden a la gravedad y generan un campo gravitacional propio muy débil. Para las ecuaciones de estado ordinarias, la masa efectiva es negativa, lo que significa que las ondas sonoras en dichos medios actúan como si transportaran una minúscula masa gravitacional negativa. [ h ] [ 17 ] El efecto es extremadamente pequeño porque aparece solo en el orden no lineal de las ecuaciones que rigen el movimiento ondulatorio. [ 17 ]

Ondas

Las ondas sonoras exhiben comportamientos tales como reflexión, transmisión , refracción , difracción , absorción y atenuación . [ 18 ] Cuando el sonido se mueve a través de un medio no homogéneo, [ i ] puede refractarse (ya sea dispersándose o concentrándose). [ 19 ]

El sonido se transmite a través de fluidos (por ejemplo, gases, plasmas y líquidos) como ondas longitudinales , también llamadas ondas de compresión . Sin embargo, a través de sólidos, el sonido puede transmitirse tanto como ondas longitudinales como transversales . Las ondas sonoras longitudinales son ondas de desviaciones de presión alternas respecto a la presión de equilibrio , que provocan regiones locales de compresión y rarefacción , mientras que las ondas transversales (en sólidos) son ondas de esfuerzo cortante alternante perpendicular a la dirección de propagación. A diferencia de las ondas sonoras longitudinales, las ondas sonoras transversales tienen la propiedad de polarización . [ 20 ]

Las ondas sonoras pueden observarse utilizando espejos parabólicos y objetos que producen sonido. [ 21 ]

La energía transportada por una onda sonora periódica alterna entre la energía potencial de la compresión adicional (en el caso de ondas longitudinales) o la deformación por desplazamiento lateral (en el caso de ondas transversales) de la materia, y la energía cinética de la velocidad de desplazamiento de las partículas en el medio.

Aunque la transmisión del sonido implica numerosos procesos físicos, la señal recibida en un punto (como un micrófono o el oído) puede describirse completamente como una presión variable en el tiempo. Esta forma de onda de presión en función del tiempo proporciona una representación completa de cualquier sonido o señal de audio detectada en ese punto.

Las ondas sonoras a menudo se simplifican como ondas planas sinusoidales , que se caracterizan por estas propiedades genéricas:

A veces, la velocidad y la dirección se combinan como un vector de velocidad ; el número de onda y la dirección se combinan como un vector de onda .

Para analizar audio, una forma de onda compleja —como la que se muestra a la derecha— puede representarse como una combinación lineal de componentes sinusoidales de diferentes frecuencias, amplitudes y fases . [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ j ]

Velocidad

Un F/A-18 de la Armada de los EE. UU. aproximándose a la velocidad del sonido. El halo blanco se forma por gotas de agua condensada, que se cree que resultan de una caída en la presión del aire alrededor de la aeronave (véase singularidad de Prandtl-Glauert ). [ 26 ]

La velocidad del sonido depende del medio por el que se propagan las ondas y es una propiedad fundamental del material. El primer intento significativo de medir la velocidad del sonido lo realizó Isaac Newton . Creía que la velocidad del sonido en una sustancia determinada era igual a la raíz cuadrada de la presión que actuaba sobre ella dividida por su densidad.

do=pagρ.{\displaystyle c={\sqrt {\frac {p}{\rho }}}.}

Esto fue posteriormente refutado [ k ] y el matemático francés Laplace corrigió la fórmula deduciendo que el fenómeno de la propagación del sonido no es isotérmico, como creía Newton, sino adiabático . Añadió otro factor a la ecuación —gamma— y multiplicó γ{\displaystyle {\sqrt {\gamma }}} por pag/ρ{\displaystyle {\sqrt {p/\rho }}}, llegando así a la ecuación do=γ⋅pag/ρ{\displaystyle c={\sqrt {\gamma \cdot p/\rho }}}. Desde K=γ⋅pag{\displaystyle K=\gamma \cdot p}La ecuación final resultó ser do=K/ρ{\displaystyle c={\sqrt {K/\rho }}}, que también se conoce como la ecuación de Newton-Laplace. En esta ecuación, K es el módulo de compresibilidad elástica, c es la velocidad del sonido yρ{\displaystyle \rho }es la densidad. Por lo tanto, la velocidad del sonido es proporcional a la raíz cuadrada de la relación entre el módulo de compresibilidad del medio y su densidad.

Esas propiedades físicas y la velocidad del sonido cambian con las condiciones ambientales. Por ejemplo, la velocidad del sonido en los gases depende de la temperatura. En el aire a 20 °C (68 °F) a nivel del mar, la velocidad del sonido es aproximadamente 343 m/s (1230 km/h; 767 mph) usando la fórmula v [m/s] = 331 + 0,6 T [°C] . La velocidad del sonido también es ligeramente sensible, estando sujeta a un efecto anarmónico de segundo orden , a la amplitud del sonido, lo que significa que hay efectos de propagación no lineales, como la producción de armónicos y tonos mixtos que no están presentes en el sonido original (ver matriz paramétrica ). Si los efectos relativistas son importantes, la velocidad del sonido se calcula a partir de las ecuaciones de Euler relativistas .     

En agua dulce, la velocidad del sonido es de aproximadamente 1482 m/s (5335 km/h; 3315 mph) . En acero, la velocidad del sonido es de aproximadamente 5960 m/s (21 460 km/h; 13 330 mph) . El sonido se propaga más rápido en hidrógeno atómico sólido, a unos 36 000 m/s (129 600 km/h; 80 530 mph) . [ 27 ] [ 28 ]         

Nivel de presión sonora

La presión sonora es la diferencia, en un medio dado, entre la presión local promedio y la presión en la onda sonora. El cuadrado de esta diferencia (es decir, el cuadrado de la desviación de la presión de equilibrio) se suele promediar en el tiempo y/o el espacio, y la raíz cuadrada de este promedio proporciona un valor cuadrático medio (RMS). Por ejemplo, una presión sonora RMS de 1 Pa (94 dBSPL) en el aire atmosférico implica que la presión real en la onda sonora oscila entre (1 atm−2{\displaystyle -{\sqrt {2}}}Pa) y (1 atm+2{\displaystyle +{\sqrt {2}}}Pa), es decir, entre 101323,6 y 101326,4 Pa. Dado que el oído humano puede detectar sonidos con un amplio rango de amplitudes, la presión sonora se suele medir como un nivel en una escala logarítmica de decibelios . El nivel de presión sonora (SPL) o L p se define como

Lpag=10registro10⁡(pag2pagrmiF2)=20registro10⁡(pagpagrmiF) dB{\displaystyle L_{\mathrm {p} }=10\,\log _{10}\left({\frac {{p}^{2}}{{p_{\mathrm {ref} }}^{2}}}\right)=20\,\log _{10}\left({\frac {p}{p_{\mathrm {ref} }}}\right){\mbox{ dB}}\,}
donde p es la presión sonora cuadrática media ypagrmiF{\displaystyle p_{\mathrm {ref} }}es una presión sonora de referencia . Las presiones sonoras de referencia comúnmente utilizadas, definidas en la norma ANSI S1.1-1994 , son 20 μPa en el aire y 1 μPa en el agua. Sin una presión sonora de referencia especificada, un valor expresado en decibelios no puede representar un nivel de presión sonora.

Dado que el oído humano no tiene una respuesta espectral plana , las presiones sonoras suelen ponderarse en frecuencia para que el nivel medido se ajuste mejor a los niveles percibidos. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha definido varios esquemas de ponderación. La ponderación A intenta igualar la respuesta del oído humano al ruido, y los niveles de presión sonora ponderados con A se denominan dBA. La ponderación C se utiliza para medir los niveles pico.

Percepción

En fisiología y psicología, el término sonido se refiere a la experiencia perceptiva producida por la estimulación acústica, distinguiéndolo de la definición física utilizada en acústica. El campo de la psicoacústica y la disciplina más amplia de la psicofísica estudian cómo los organismos detectan e interpretan dichos estímulos. El diccionario Webster refleja este doble uso al definir el sonido tanto como "la sensación de oír" como "la energía vibracional que produce dicha sensación". [ 29 ] Esta distinción explica por qué la pregunta "¿si un árbol cae en un bosque y no hay nadie cerca para oírlo, hace ruido?" puede dar diferentes respuestas dependiendo de si se aplica la definición física o la perceptiva.

La recepción fisiológica del sonido en organismos con sistemas auditivos se limita a un rango finito de frecuencias. En los humanos, la sensibilidad al tono generalmente abarca desde aproximadamente 20  Hz hasta 20  kHz, [ 30 ] : 382 [ l ] y el límite superior disminuye con la edad. [ 30 ] : 249 Por debajo de aproximadamente 20  Hz, los estímulos acústicos periódicos pueden percibirse no como tono sino como pulsos discretos o fluctuaciones lentas de amplitud. [ 31 ] El término sonido a veces se restringe a vibraciones dentro del rango de audición humana, [ 32 ] aunque otras especies exhiben límites auditivos marcadamente diferentes. Por ejemplo, los perros domésticos pueden detectar frecuencias superiores a 20  kHz. [ 33 ]

Como señal percibida por uno de los sentidos principales , el sonido es utilizado por muchas especies para detectar peligro , navegar , detectar depredación y comunicarse. La atmósfera terrestre , el agua y prácticamente cualquier fenómeno físico , como el fuego, la lluvia, el viento , las olas o los terremotos, produce (y se caracteriza por) sus propios sonidos. Muchas especies, como las ranas, las aves y los mamíferos marinos y terrestres , también han desarrollado órganos especiales para producir sonido. En algunas especies, estos órganos producen canto y habla . Además, los humanos han desarrollado cultura y tecnología (como la música, el teléfono y la radio) que les permite generar, grabar, transmitir y difundir sonido.

El ruido es un término que se usa frecuentemente para referirse a un sonido no deseado. En ciencia e ingeniería, el ruido es un componente indeseable que enmascara una señal deseada. Sin embargo, en la percepción del sonido, a menudo se utiliza para identificar la fuente de un sonido y es un componente importante de la percepción del timbre (véase más abajo).

El paisaje sonoro es el componente del entorno acústico que pueden percibir los seres humanos. El entorno acústico es la combinación de todos los sonidos (audibles o no) dentro de un área determinada, modificados por el entorno y comprendidos por las personas en el contexto del entorno circundante.

Históricamente, existen seis formas experimentalmente separables de analizar las ondas sonoras. Estas son: tono , duración , sonoridad , timbre , textura sonora y ubicación espacial . [ 34 ] Algunos de estos términos tienen una definición estandarizada (por ejemplo, en la Terminología Acústica ANSI/ASA S1.1-2013 ). Enfoques más recientes también han considerado la envolvente temporal y la estructura temporal fina como análisis perceptualmente relevantes. [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]

Paso

Percepción del tono. Durante el proceso de escucha, cada sonido se analiza en busca de un patrón repetitivo (flechas naranjas) y los resultados se envían a la corteza auditiva como un tono único de cierta altura (octava) y croma (nombre de la nota).

El tono se percibe como cuán "grave" o "agudo" es un sonido y representa la naturaleza cíclica y repetitiva de las vibraciones que lo componen. Para sonidos simples, el tono se relaciona con la frecuencia de la vibración más lenta del sonido (llamada armónico fundamental). En el caso de sonidos complejos, la percepción del tono puede variar. A veces, las personas identifican diferentes tonos para el mismo sonido, basándose en su experiencia personal de patrones sonoros particulares. La selección de un tono particular está determinada por un examen preconsciente de las vibraciones, incluyendo sus frecuencias y el equilibrio entre ellas. Se presta especial atención al reconocimiento de armónicos potenciales. [ 38 ] [ 39 ] Cada sonido se ubica en un continuo de tono de grave a agudo.

Por ejemplo: el ruido blanco (ruido aleatorio distribuido uniformemente en todas las frecuencias) suena más agudo que el ruido rosa (ruido aleatorio distribuido uniformemente en todas las octavas), ya que el ruido blanco tiene un mayor contenido de alta frecuencia.

Duración

Percepción de la duración. Cuando se detecta un sonido nuevo (flechas verdes), se envía un mensaje de inicio de sonido a la corteza auditiva. Cuando se pierde el patrón repetitivo, se envía un mensaje de finalización del sonido.

La duración se percibe como cuán "largo" o "corto" es un sonido y se relaciona con las señales de inicio y finalización creadas por las respuestas nerviosas a los sonidos. La duración de un sonido generalmente abarca desde el momento en que se percibe por primera vez hasta que se identifica que el sonido ha cambiado o cesado. [ 40 ] A veces, esto no se relaciona directamente con la duración física de un sonido. Por ejemplo, en un entorno ruidoso, los sonidos entrecortados (sonidos que se detienen y comienzan) pueden sonar como si fueran continuos porque los mensajes de finalización se pierden debido a las interrupciones causadas por ruidos en el mismo ancho de banda general. [ 41 ] Esto puede ser de gran utilidad para comprender mensajes distorsionados, como las señales de radio que sufren interferencias, ya que (debido a este efecto) el mensaje se escucha como si fuera continuo.

Volumen

La percepción del volumen implica la integración de la energía sonora durante un breve intervalo de tiempo (alrededor de 200 ms), durante el cual un mayor desplazamiento de la membrana basilar y un aumento en la frecuencia de activación nerviosa contribuyen a una señal de volumen más fuerte.

La sonoridad se percibe como cuán "fuerte" o "suave" es un sonido, y refleja el patrón general de actividad del nervio auditivo producido por dicho sonido. En general, los sonidos más fuertes provocan un mayor desplazamiento de la membrana basilar , lo que estimula más fibras del nervio auditivo y da como resultado una representación neuronal más intensa de la sonoridad. [ 42 ]

La sonoridad percibida también depende de cómo se distribuye la energía sonora en el tiempo. Cuando un sonido es muy breve, el sistema auditivo no integra completamente su energía, por lo que se percibe como más suave que un sonido más largo presentado con la misma intensidad física. Este proceso, conocido como sumación temporal , opera en un intervalo de aproximadamente 200  ms. [ 43 ] Más allá de esta duración, aumentar la duración del sonido ya no incrementa su sonoridad percibida.

La complejidad espectral de un sonido también puede influir en la percepción de la sonoridad. Los tonos complejos, que activan una gama más amplia de fibras del nervio auditivo, a menudo se perciben como más fuertes que los tonos simples (como las ondas sinusoidales), incluso cuando tienen la misma amplitud física. [ 44 ]

Timbre

La percepción del timbre muestra cómo cambia un sonido con el tiempo. A pesar de tener una forma de onda similar, se aprecian diferencias a lo largo del tiempo.

El timbre se percibe como la calidad de diferentes sonidos (por ejemplo, el golpe sordo de una roca al caer, el zumbido de un taladro, el tono de un instrumento musical o la calidad de una voz) y representa la asignación preconsciente de una identidad sonora a un sonido (por ejemplo, "¡es un oboe!"). Esta identidad se basa en la información obtenida de los transitorios de frecuencia, el ruido, la inestabilidad, el tono percibido y la dispersión e intensidad de los armónicos en el sonido durante un período de tiempo prolongado. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] La forma en que un sonido cambia con el tiempo proporciona la mayor parte de la información para la identificación del timbre. Aunque una pequeña sección de la forma de onda de cada instrumento parece muy similar, las diferencias en los cambios a lo largo del tiempo entre el clarinete y el piano son evidentes tanto en la sonoridad como en el contenido armónico. Menos perceptibles son los diferentes ruidos escuchados, como los siseos de aire para el clarinete y los golpes de martillo para el piano.

Textura

La textura sonora se relaciona con el número de fuentes sonoras y la interacción entre ellas. [ 45 ] [ 46 ] La palabra textura , en este contexto, se relaciona con la separación cognitiva de objetos auditivos. [ 47 ] En música, la textura se suele denominar la diferencia entre unísono , polifonía y homofonía , pero también puede relacionarse (por ejemplo) con un café concurrido; un sonido que podría denominarse cacofonía .

Ubicación espacial

La localización espacial representa la ubicación cognitiva de un sonido en un contexto ambiental; incluyendo la ubicación de un sonido tanto en el plano horizontal como en el vertical, la distancia a la fuente sonora y las características del entorno sonoro. [ 47 ] [ 48 ] En una textura densa, es posible identificar múltiples fuentes sonoras utilizando una combinación de localización espacial e identificación de timbre.

Frecuencia

Ultrasonido

Rangos de frecuencia aproximados correspondientes al ultrasonido, con una guía general de algunas aplicaciones.

El ultrasonido consiste en ondas sonoras con frecuencias superiores a 20 000  Hz. Sus propiedades físicas son similares a las del sonido audible, pero el oído humano es inaudible. Los dispositivos de ultrasonido operan con frecuencias que van desde los 20  kHz hasta varios gigahercios.

La ecografía médica se utiliza habitualmente para el diagnóstico y el tratamiento.

Infrasonido

El infrasonido son ondas sonoras con frecuencias inferiores a 20  Hz. Aunque los sonidos de tan baja frecuencia son demasiado graves para que los humanos los perciban como tonos, se escuchan como pulsos discretos (como el sonido de un motor de motocicleta en ralentí). Las ballenas, los elefantes y otros animales pueden detectar el infrasonido y usarlo para comunicarse. También se puede usar para detectar erupciones volcánicas y se emplea en algunos tipos de música. [ 49 ]

Véase también

Fuentes de sonido
Medición del sonido
Unidades
General

Notas

  1. ↑ En acústica, la membrana vibrante de un tambor funciona como una membrana acústica en el sentido general (es decir, una membrana cuya vibración produce o transmite sonido). Esto es distinto de las membranas de metamateriales acústicos diseñadas que se describen en el artículo Membrana acústica .
  2. ↑ Otras organizaciones de normalización importantes, como ISO , IEC , DIN y el sistema SI , definen principalmente cantidades acústicas (como presión sonora , potencia sonora e intensidad sonora ) o especifican terminología relacionada con el comportamiento oscilatorio, pero no proporcionan una definición conceptual general del sonido como una perturbación mecánica propagada. ISO 80000‑8 define cantidades y unidades, [ 3 ] ISO 18405 define la terminología de acústica subacuática, [ 4 ] IEC 60050‑801 define el sonido en términos de movimiento de partículas en un medio elástico, [ 5 ] DIN 1320 define la terminología para acústica y cantidades acústicas, [ 6 ] y el folleto del SI define solo "sonido audible" como un rango de frecuencia. [ 7 ]
  3. ↑ En la literatura de física y acústica, se distingue entre vibración local (una perturbación dependiente del tiempo en un punto) y onda (una perturbación que se propaga por el espacio a lo largo del tiempo). La perturbación se mueve a través del medio, mientras que las partículas del medio oscilan alrededor de una posición de equilibrio. [ 8 ] Varios autores señalan que definir el sonido como una "oscilación" puede interpretarse de maneras que oscurecen el papel esencial de la propagación y puede contribuir a la confusión conceptual entre oscilaciones y ondas. [ 10 ] Aunque las ondas sonoras se generan por vibraciones mecánicas (por ejemplo, el diafragma de un altavoz) y pueden inducir vibraciones en objetos (por ejemplo, el diafragma de un micrófono), la onda en sí es la perturbación que se propaga en el medio, no la vibración local que la produce o resulta de ella. Algunos autores enfatizan esta distinción para evitar la identificación errónea del sonido con las vibraciones que lo causan o resultan de él. [ 8 ] [ 9 ]
  4. ↑ En física, términos como «oscilación» y «oscilatorio» suelen asociarse con la periodicidad y el cambio cíclico. La oscilación se define comúnmente como una variación repetitiva alrededor de un valor central, [ 11 ] aunque las ondas sonoras pueden ser no periódicas, transitorias o de banda ancha, como el ruido y los pulsos cortos. [ 8 ] [ 9 ]
  5. ↑ Más precisamente, las partículas del medio se ven perturbadas localmente a medida que pasa la onda, pero no experimentan un transporte neto; solo se propagan la perturbación y su energía.
  6. ↑ En los sólidos, la fuerte unión entre las partículas hace previsible que la onda transfiera únicamente energía, en lugar de materia. En los fluidos, las partículas están menos restringidas, pero el mismo principio se mantiene: el medio se ve perturbado localmente sin que se produzca un transporte neto.
  7. ↑ La atenuación viscosa es pequeña para frecuencias de audio ordinarias en distancias cortas, pero aumenta rápidamente a frecuencias más altas o en trayectos de propagación largos. [ 16 ]
  8. ↑ El mismo efecto teórico también se analiza en el contexto de los fonones; véase Fonón#Propiedades predichas .
  9. ↑ Un medio no homogéneo es aquel en el que la velocidad local del sonido varía con la posición debido a cambios en la temperatura, la densidad o la composición.
  10. ↑ El análisis de Fourier se basa en el principio de superposición y, por lo tanto, se aplica solo a la propagación de ondas lineales. En acústica no lineal, donde la velocidad de la onda depende de la amplitud, dichas descomposiciones ya no son exactas. [ 25 ]
  11. ↑ Newton asumió una compresión isotérmica del aire, pero la propagación del sonido ocurre demasiado rápido para que haya intercambio de calor con el entorno, lo que hace que el proceso sea efectivamente adiabático .
  12. ↑ El rango comúnmente citado de 20 Hz a 20 kHz generalmente se aplica solo a personas jóvenes con audición sana. Los límites de audición varían entre individuos (por ejemplo, con la edad o la salud) y difieren ampliamente entre taxones biológicos .

Referencias

  1. ↑ Fundamentos de los sistemas de comunicación telefónica . Western Electrical Company. 1969. pág.  2.1.
  2. 1 2 Terminología acústica . Sociedad Acústica de América. 2013. ANSI/ASA S1.1‑2013.
  3. ↑ ISO 80000‑8:2020 Cantidades y unidades – Acústica (Informe técnico). Organización Internacional de Normalización. 2020.
  4. ↑ ISO 18405:2017 Acústica subacuática – Terminología (Informe técnico). Organización Internacional de Normalización. 2017.
  5. ↑ IEC 60050‑801:1994 Vocabulario electrotécnico internacional – Acústica y electroacústica (Informe técnico). Comisión Electrotécnica Internacional. 1994.
  6. ↑ DIN 1320: Acústica – Terminología (Informe técnico). Instituto Alemán de Normas. 2009.
  7. ↑ "El Sistema Internacional de Unidades (SI)" . BIPM . Consultado el 1 de enero de 2024 .
  8. 1 2 3 4 "17.1 Sonido" . OpenStax . Consultado el 1 de enero de 2024. El sonido es una onda creada por objetos vibrantes que se propaga a través de un medio. Las ondas sonoras consisten en compresiones y rarefacciones alternas.
  9. 1 2 3 "Sonido" . Encyclopædia Britannica . Consultado el 1 de enero de 2024. Sonido, una perturbación mecánica de un estado de equilibrio que se propaga a través de un medio material elástico.
  10. ↑ Wittmann, Michael C.; Steinberg, Richard N.; Redish, Edward F. (1999). "Comprendiendo cómo los estudiantes comprenden las ondas mecánicas". American Journal of Physics . 67 (7): S12– S21. doi : 10.1119/1.19083 .
  11. ↑ "Oscilaciones" . Universidad Estatal de Georgia . Consultado el 1 de enero de 2024 .
  12. ↑ ANSI S1.1‑1994. Norma Nacional Americana: Terminología Acústica. Sec. 3.03.
  13. ↑ Sociedad Acústica de América. "PACS 2010 Edición Regular—Apéndice de Acústica" . Archivado del original el 14 de mayo de 2013. Recuperado el 22 de mayo de 2013 .
  14. ↑ ¿Hay sonido en el espacio? Archivado el 16 de octubre de 2017 en la Wayback Machine de la Universidad Northwestern.
  15. ↑ ¿Se pueden oír sonidos en el espacio? (Principiante) Archivado el 18/06/2017 en Wayback Machine . Universidad de Cornell.
  16. ↑ Kinsler, LE; Frey, AR; Coppens, AB; Sanders, JV (2000). Fundamentos de acústica (4.ª ed.). Wiley. págs. 150–152.
  17. 1 2 Esposito, Angelo; Krichevsky, Rafael; Nicolis, Alberto (2019). "Masa gravitacional transportada por ondas sonoras" . Physical Review Letters . 122 (8) 084501. doi : 10.1103/PhysRevLett.122.084501 .
  18. ↑ Kinsler, LE; Frey, AR; Coppens, AB; Sanders, JV (2000). Fundamentos de acústica (4.ª ed.). Wiley. págs. 128–130.
  19. ↑ "La propagación del sonido" . Archivado del original el 30 de abril de 2015. Consultado el 26 de junio de 2015 .
  20. ↑ Breinig, Marianne. "Polarización" . Elementos de Física II . Universidad de Tennessee, Departamento de Física y Astronomía . Consultado el 4 de marzo de 2024 .
  21. ↑ "¿Cómo se ve el sonido?" . NPR . YouTube. 9 de abril de 2014. Archivado del original el 10 de abril de 2014. Recuperado el 9 de abril de 2014 .
  22. 1 2 Handel, S. (1995). Percepción del timbre e identificación auditiva de objetos. Archivado el 10 de enero de 2020 en Wayback Machine . Hearing, 425–461.
  23. 1 2 Kendall, RA (1986). El papel de las particiones de la señal acústica en la categorización de frases musicales por parte del oyente. Music Perception, 185–213.
  24. 1 2 Matthews, M. (1999). Introducción al timbre. En PR Cook (Ed.), Música, cognición y sonido computarizado: Una introducción a la psicoacústica (pp. 79–88). Cambridge, Massachusetts: The MIT Press.
  25. ↑ Blackstock, DT (2000). Fundamentos de acústica física . Wiley. págs. 143–145.
  26. ↑ Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (19 de agosto de 2007). "Un estallido sónico" . Imagen astronómica del día . NASA . Consultado el 26 de junio de 2015 .
  27. ↑ "Científicos hallan el límite superior de la velocidad del sonido" . Archivado del original el 9 de octubre de 2020. Consultado el 9 de octubre de 2020 .
  28. ↑ Trachenko, K.; Monserrat, B.; Pickard, CJ; Brazhkin, VV (2020). "Velocidad del sonido a partir de constantes físicas fundamentales" . Science Advances . 6 (41) eabc8662. arXiv : 2004.04818 . Bibcode : 2020SciA....6.8662T . doi : 10.1126/sciadv.abc8662 . PMC 7546695. PMID 33036979 .  
  29. ↑ Webster, Noah (1936). Sonido. En Webster's Collegiate Dictionary (Quinta ed.). Cambridge, Mass.: The Riverside Press. pp. 950–951 .  
  30. 1 2 Olson, Harry F. (1967). Música, física e ingeniería . Dover Publications. ISBN 978-0-486-21769-7.
  31. ↑ Yeowart, R. (1967). "La percepción del sonido de baja frecuencia". Journal of Sound and Vibration . 6 (3): 382– 387. doi : 10.1016/0022-460X(67)90137-1 .
  32. ↑ «The American Heritage Dictionary of the English Language» (Cuarta edición). Houghton Mifflin Company. 2000. Archivado del original el 25 de junio de 2008. Consultado el 20 de mayo de 2010 . 
  33. ↑ Heffner, H. (1996). "Rangos auditivos de los mamíferos". American Zoologist . 36 (6): 671– 684. doi : 10.1093/icb/36.6.671 .
  34. ↑ Burton, RL (2015). Los elementos de la música: ¿qué son y a quién le importa? Archivado el 10 de mayo de 2020 en Wayback Machine. En J. Rosevear y S. Harding (Eds.), Actas de la XX Conferencia Nacional de la ASME. Ponencia presentada en: Música: Educar para la vida: XX Conferencia Nacional de la ASME (págs. 22-28), Parkville, Victoria: The Australian Society for Music Education Inc.
  35. ↑ Viemeister, Neal F.; Plack, Christopher J. (1993), "Análisis del tiempo", Springer Handbook of Auditory Research , Springer New York, pp. 116–154 , doi : 10.1007/978-1-4612-2728-1_4 , ISBN  978-1-4612-7644-9
  36. ↑ Rosen, Stuart (1992-06-29). "Información temporal en el habla: aspectos acústicos, auditivos y lingüísticos". Phil. Trans. R. Soc. Lond. B . 336 (1278): 367– 373. Bibcode : 1992RSPTB.336..367R . doi : 10.1098/rstb.1992.0070 . ISSN 0962-8436 . PMID 1354376 .  
  37. ↑ Moore, Brian CJ (2008-10-15). "El papel del procesamiento de la estructura fina temporal en la percepción del tono, el enmascaramiento y la percepción del habla en personas con audición normal y con discapacidad auditiva" . Journal of the Association for Research in Otolaryngology . 9 (4): 399– 406. doi : 10.1007/s10162-008-0143-x . ISSN 1525-3961 . PMC 2580810. PMID 18855069 .   
  38. ↑ De Cheveigne, A. (2005). Modelos de percepción del tono. Pitch, 169-233.
  39. ↑ Krumbholz, K.; Patterson, R.; Seither-Preisler, A.; Lammertmann, C.; Lütkenhöner, B. (2003). "Evidencia neuromagnética de un centro de procesamiento de tono en el giro de Heschl" . Cerebral Cortex . 13 (7): 765– 772. doi : 10.1093/cercor/13.7.765 . PMID 12816892 . 
  40. ↑ Jones, S.; Longe, O.; Pato, MV (1998). "Potenciales evocados auditivos ante cambios abruptos de tono y timbre de tonos complejos: ¿evidencia electrofisiológica de flujo?". Electroencefalografía y Neurofisiología Clínica . 108 (2): 131– 142. doi : 10.1016/s0168-5597(97)00077-4 . PMID 9566626 . 
  41. ↑ Nishihara, M.; Inui, K.; Morita, T.; Kodaira, M.; Mochizuki, H.; Otsuru, N.; Kakigi, R. (2014). " Memoria ecoica: Investigación de su resolución temporal mediante respuestas corticales de compensación auditiva" . PLOS ONE . 9 (8) e106553. Bibcode : 2014PLoSO...9j6553N . doi : 10.1371/journal.pone.0106553 . PMC 4149571. PMID 25170608 .  
  42. ↑ Corwin, J. (6 de marzo de 2009), El sistema auditivo (PDF) , archivado del original (PDF) el 28 de junio de 2013 , consultado el 6 de marzo de 2026.
  43. ↑ Zwislocki, JJ (1969). "Suma temporal de sonoridad: un análisis". The Journal of the Acoustical Society of America . 46 (2B): 431– 441. Bibcode : 1969ASAJ...46..431Z . doi : 10.1121/1.1911708 . PMID 5804115 . 
  44. ↑ Massaro, DW (1972). "Imágenes preperceptuales, tiempo de procesamiento y unidades perceptuales en la percepción auditiva". Psychological Review . 79 (2): 124– 145. CiteSeerX 10.1.1.468.6614 . doi : 10.1037/h0032264 . PMID 5024158 .  
  45. ↑ Cohen, D.; Dubnov, S. (1997), "Fenómenos gestálticos en la textura musical" , Journal of New Music Research , 26 (4): 277–314 , doi : 10.1080/09298219708570732 , archivado (PDF) del original el 21-11-2015 , recuperado el 19-11-2015
  46. ↑ Kamien, R. (1980). Música: una apreciación. Nueva York: McGraw-Hill. pág. 62
  47. 1 2 Cariani, Peter; Micheyl, Christophe (2012). «Hacia una teoría del procesamiento de la información en la corteza auditiva». La corteza auditiva humana . Manual Springer de investigación auditiva. Vol. 43. págs. 351–390 . doi : 10.1007/978-1-4614-2314-0_13 . ISBN   978-1-4614-2313-3.
  48. ↑ Levitin, DJ (1999). Memoria de atributos musicales. En PR Cook (Ed.), Música, cognición y sonido computarizado: Una introducción a la psicoacústica (pp. 105–127). Cambridge, Massachusetts: The MIT Press.
  49. ↑ Leventhall, Geoff (1 de enero de 2007). "¿Qué es el infrasonido?". Progress in Biophysics and Molecular Biology . Efectos del ultrasonido y el infrasonido relevantes para la salud humana. 93 (1): 130– 137. doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2006.07.006 . ISSN 0079-6107 . PMID 16934315 .  
  • Eric Mack (20 de mayo de 2019). "Científicos de Stanford crearon un sonido tan fuerte que hierve el agua al instante" . CNET .
  • Sounds Amazing; un recurso didáctico para KS3/4 sobre sonido y ondas (utiliza Flash). Archivado el 13/03/2012 en Wayback Machine.
  • Hiperfísica: Sonido y audición
  • Introducción a la física del sonido
  • Curvas de audición y prueba de audición en línea
  • Audio para el siglo XXI. Archivado el 23 de enero de 2009 en Wayback Machine.
  • Conversión de unidades y niveles de sonido
  • Cálculos precisos
  • Audio Check: una colección gratuita de pruebas de audio y tonos de prueba que se pueden reproducir en línea.
  • Más sonidos asombrosos; un recurso de aprendizaje para estudiantes de bachillerato sobre ondas sonoras.