1.- Revise y lea la siguiente información acerca de la materia.
EL SONIDO.- El sonido es una variación de presión del aire, originada por una fuente emisora, que puede ser percibida por el oído humano. Es imprescindible que esta variación se encuentre dentro de un margen de frecuencias para las que el oído está preparado. El oído humano puede percibir sonidos
de entre 20 Hz y 20 kHz aproximadamente. Por encima de los 20 kHz, hablamos ya de ultrasonidos.
CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO.-
El sonido, como cualquier señal ondulatoria, se caracteriza por su frecuencia (número de ciclos por segundo), su intensidad o amplitud de las variaciones de la presión del aire y su longitud de onda, el sonido más débil que el oído humano es capaz de percibir corresponde a una presión de 20 uPa (micropascales) por otra parte el sonido mas potente estaría en unso 20 Pa (pascales).
Entre estas características están:
* La velocidad de propagación del sonido es de 340 m/s, aunque puede variar dependiendo de las condiciones atmosféricas de temperatura, humedad y presión.
* La longitud de onda corresponde a la distancia que recorre el sonido para realizar una vibración completa.
* La amplitud o intensidad determina la escala del sonido; por consiguiente, dependiendo de la intensidad de la vibración, el oído humano puede percibir sonidos fuertes o débiles.
* La intensidad de un sonido es la potencia que puede desarrollar una onda sonora sobre la unidad de superficie:
(Fig. 1)
Fórmula. I = P/S se mide w/m2
Así cuando decimos que un altavoz tiene una potencia de 10 W, significa que el empuje del altavoz produce una onda sonora que al atravesar una superficie de 1 m2 desarrolla 10 W de potencia en forma de vibración del aire.
Como ya conocemos la velocidad del sonido en el aire, podemos afirmar que la longitud de onda de un determinado sonido depende únicamente de la frecuencia. Podemos relacionar las características de longitud de onda ( ), frecuencia ( f ) y velocidad (c), a través de la fórmula presente en la Tabla 1.1.
CUANTIFICACIÓN DEL SONIDO
Las variaciones de intensidad acústica que puede percibir el oído comprenden una amplísima gama de niveles con una relación de más de 1000000 de veces entre los más débiles y los más fuertes.
El umbral de audición P es el mínimo valor de presión acústica que origina sensación auditiva.
El umbral del dolor corresponde al máximo valor de presión sonora que el oído humano puede soportar sin sufrir sensación dolorosa. Emplear las unidades de presión (pascales) para medir el sonido resultaría demasiado incómodo, y por eso recurrimos a una unidad llamada decibelio. El dB es
una medida muy adaptada a la percepción del oído humano, porque éste no se comporta de forma lineal, sino que se ajusta más a lo que podría ser una función logarítmica.
La Tabla 1.2 permite conocer la relación de distintos sonidos expresados en dB y Pa. Esta tabla está configurada basándose en la fórmula matemática que expresa el nivel de presión sonora, SPL
El aumento del nivel de presión sonora, SPL, se define como la relación entre la potencia de entrada suministrada a cierto altavoz y una potencia de referencia (generalmente, 1 W a 1 m de distancia) afectada, lógicamente, por la función logarítmica.
PROPAGACIÓN DEL SONIDO.- El sonido que emana de una fuente sonora puntual (helicóptero) se propaga alejándose de ella en forma de ondas esféricas a una velocidad de 340 m/s (1224 km/h), cuyo centro es el de la propia fuente que lo origina, pero, en realidad, no todas las fuentes sonoras son puntuales, por ejemplo el sonido producido por los coches que circulan por una autopista es de una fuente sonora lineal y sus ondas se propagan en forma cilíndrica.
ATENUACIÓN DEL SONIDO.- Al alejarnos de la fuente sonora el sonido se atenúa gradualmente, a razón de -6 dB al duplicar la distancia (si se trata de una fuente puntual) y de -3 dB (si es una fuente lineal). El nivel sonoro producido por un altavoz decrece al ir alejándonos de él. En la figura 3 se está comparando un altavoz convencional (fuente puntual) con una columna de altavoces (fuente lineal), y podemos observar que para que el oyente obtenga 70 dB, se precisa un altavoz que produzca 88 dB a 1 m, o una columna que proporcione 79 dB a 1 m.
LA SEÑAL DE AUDIO.- La señal de audio es simplemente el sonido convertido en señal eléctrica para posibilitar su amplificación, transporte o modificación por procedimientos electrónicos (Fig. 4). En la Figura 4 observamos el proceso completo de amplificación de una señal sonora. La flauta produce unas ondas sonoras con un nivel de presión acústica de 45 dB, que son recogidas por el micrófono y convertidas en una señal eléctrica muy débil (3 mV). Posteriormente, un amplificador eleva esta señal de audio hasta un nivel de potencia de 50 W, adecuados para excitar al altavoz, que vuelve a convertir la señal de audio en ondas acústicas, pero con mucha mayor intensidad que la producida por el instrumento musical (105 dB).
LUEGO EN EL CUADERNO DE MATERIA
2.- Copie todo el contenido aquí mostrado al cuaderno de materia, imprima y pegue las imágenes.
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