El documento resume conceptos clave sobre el sonido y su propagación como ondas, incluyendo que el sonido es una vibración que se transmite a través del aire y puede ser captado por el oído humano. Explica que para que el sonido se propague, el medio debe ser elástico, tener masa e inercia, y que las ondas sonoras son longitudinales. También define magnitudes como la longitud de onda, frecuencia, periodo y amplitud.
1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas
EL SONIDO
FÍSICA DEL SONIDO
El sonido es una vibración producida por un objeto material, que se transmite
en forma de ondas, a través del aire. Éste tiene la propiedad de ser
captado por el sentido auditivo, aunque no siempre sucede así, por ejemplo
hay sonidos que escapan a la percepción humana y no a la de otros
animales.
Propagación
Para que la onda sonora se propague en un medio este debe ser elástico, tener masa e inercia. El
aire posee además algunas características relevantes para la propagación del sonido:
• La propagación es lineal. Esto permite que diferentes ondas sonoras se propaguen por el
mismo espacio al mismo tiempo sin afectarse.
• El medio es no dispersivo. Por esta razón las ondas se propagan a la misma velocidad
independientemente de su frecuencia o amplitud.
• El medio es homogéneo. No existen direcciones de propagación privilegiadas por lo que el
sonido se propaga esféricamente (en todas direcciones).
2. Ondas de Sonido
Las ondas mecánicas son las que se propagan a través de un material (sólido, líquido, gaseoso).
La velocidad de propagación depende de las propiedades elásticas e inerciales del medio. Hay
dos tipos básicos de ondas mecánicas: transversales y longitudinales.
En las ondas longitudinales el desplazamiento de las partículas es paralelo a la dirección de
propagación, mientras que en las ondas transversales es perpendicular.
Las ondas sonoras son longitudinales. En muchos instrumentos (como en la vibración de una
cuerda) podemos identificar ondas transversales (así como en la membrana basilar dentro de la
cóclea, en el oído interno).
Magnitudes físicas del sonido
•
Longitud de onda: indica el tamaño de una onda, que es la distancia entre el principio y el final
de una onda completa (ciclo).
•
Frecuencia: número de ciclos (ondas completas) que se producen o que se reciben por unidad
de tiempo. En el caso del sonido la unidad de tiempo es el segundo y la frecuencia se mide en
Hertz (ciclos por segundo).
•
Periodo: es el tiempo (medido en segundos) que tarda un ciclo en completarse. Es la función
inversa de la frecuencia, PERIODO (T) = 1 / FRECUENCIA (F)
•
Amplitud: indica la cantidad de energía que contiene una señal sonora. No hay que confundir
amplitud con volumen o potencia acústica.
•
Fase: la fase de una onda expresa su posición relativa con respecto a otra onda.
•
Potencia: la potencia acústica es la cantidad de energía radiada en forma de ondas por unidad
de tiempo por una fuente determinada. La potencia acústica depende de la amplitud.
3. Velocidad del sonido
El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión
atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire
seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.
La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos
tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto
se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.
Reverberación
La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en
diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongación, a modo de
"cola sonora", que se añade al sonido original. La duración y la coloración tímbrica de esta cola
dependen de:
•
La distancia entre el oyente y la fuente sonora.
•
La naturaleza de las superficies que reflejan el sonido.
4. Presión Sonora
El incremento de presión de la presión atmosférica en ausencia de sonido se lo denomina presión
sonora (p). La presión sonora es la presión que se debe agregar a la presión atmosférica para
obtener el valor real de presión atmosférica en presencia de sonido. Las presiones sonoras
audibles varían entre los 20 micro Pa y los 20 Pa.
SONIDO DIGITAL
SONIDO
Interpretación que hace nuestro cerebro de las variaciones de presión que genera un objeto
vibrante en determinado medio (habitualmente, el aire).
¿Qué es el sonido?
Una perturbación que viaja a través del aire se denomina onda sonora y la forma que adopta ésta
se conoce como forma de onda.
El sonido en su origen es:
5. Una señal analógica que debe ser convertida en señal digital para que pueda ser admitida por un
sistema informático, que sólo entiende de señales eléctricas.
El sonido tratado digitalmente puede:
Guardarse
Copiarse
infinitamente sin perder calidad.
Reproducirse
Además puede procesarse de manera mucho más flexible y potente que mediante procesos
analógicos.
Conceptos básicos
Frecuencia (altura):
• Es el número de vibraciones por segundo.
• La frecuencia de sonido se mide en Hercios (Hz).
• El hombre puede oír entre 20 Hz y 20 kHz.
Amplitud (intensidad, volumen):
• Es la cantidad de fuerza o energía de un sonido.
• La medida de la amplitud es logarítmica y se hace en decibelios dB.
• Subir 3 dB duplica la potencia de un sonido.
6. Timbre: Caracteriza los diferentes instrumentos, reconocer a las personas por la voz.
Frecuencia Base: Varias frecuencias
simultáneas, la más grave.
Rango dinámico:
Es la diferencia entre el valor mínimo y máximo
que puede tener un sonido.
Ancho de banda:
Es la diferencia de las frecuencias en la que se produce una caída de la amplitud del sonido
determinada (se suele usar 3 dB).
Ruido:
Son sonidos aleatorios que proceden de diversas fuentes y distorsionan o enmascaran el
sonido fundamental. Se mide en dB.
7. BASES DE SONIDO DIGITAL
Conversión analógico – digital
• Muestreo, se van tomando valores discretos de la amplitud de una onda sonora a intervalos de
tiempo pequeños.
• Frecuencia de muestreo, Más frecuencia si se va a muestrear un sonido de más frecuencia.
• Resolución, calidad del muestreo.
la amplitud de onda muestreada.
Más “escalones” para cuantificar
Se necesitan más bits.
Conversión digital – analógica
• Reconstrucción de una onda
muestras
convenientemente
sonora a partir de los valores discretos de las
filtrados.
Conversión analógico – digital
Conversión digital – analógica
Si queremos saber cuántos ceros y unos se necesitan para almacenar tres minutos de sonido
digital con calidad CD (44,1 kHz y 16 bits estéreo), debemos realizar el siguiente cálculo:
3 minutos x 60 segundos = 180 segundos
180 segundos 44100 muestras por segundo = 7.938.000 muestras
8. 7.938.000 muestras x 16 bits = 127.008.000 bits
127.008.000 bits x 2 canales = 254.016.000 bits
Entonces para almacenar una canción de 3 minutos con calidad de CD necesitaremos
254.016.000 ceros y unos o, lo que es igual,
31.752.000 bytes (unos 30 Mb).
PROCESO COGNITITVO DE LA AUDICIÓN
Los principios y las reglas de la teoría musical tradicional han sido tomados como base para la
formación musical y para el desarrollo de diversos programas utilizados como secuencia de
aprendizaje. La práctica ha mostrado la falibilidad de tal procedimiento. Los avances en el campo
científico brindan una excepcional ayuda a los maestros a través de la investigación en psicología de
la música al aportar a la formación musical auditiva importantes modelos teóricos y aproximaciones
metodológicas que iluminan las prácticas en el aula. En el medio científico se considera que todavía
está por escribirse una teoría musical contemporánea basada en lo que escucha y entiende un
oyente competente en culturalizado. En el artículo se ejemplifican ciertas prácticas y se concluye
enunciando las características de la educación auditiva. La educación auditiva como operación de la
mente en tiempo real que procesa la gramática y sintaxis musical exige una nueva concepción de la
enseñanza. Su inserción como camino formativo de desarrollo expresivo y mental es el gran desafío
que nos debemos los pedagogos, investigadores y diseñadores de currículos.
9. FUNCIONES DEL SONIDO EN MEDIOS
El sonido puede conducir nuestra atención dentro de la imagen. El sonido puede anticipar algún
elemento visual y dirigir hacia él nuestra atención. La banda sonora puede aclarar hechos de la
imagen, contradecirlos o hacerlos ambiguos. En cualquier caso, el sonido debe entablar una
relación activa con la imagen.
Factual:
Cuando comunica algo directamente (un discurso).
Ambiental:
Establece una ubicación (ruidos de automóviles que sugieren una escena en la calle).
Interpretativo:
Cuando
evoca
pensamientos,
sonido de un trombón que imita una
sentimientos, ideas, etc. (el
risa burlona).
10. Simbólico:
Cuando usa símbolos de asociación para indicar lugares, estados de ánimo, acontecimientos, etc. (el
sonido largo de la sirena que denota un bombardeo).
Imitativo:
La imitación de un movimiento o acción de un sujeto (el tic-tac para indicar que se acerca la hora
señalada).
Identificativo:
Cuando se asocia a gentes o acontecimientos particulares (leitmotiv, tema musical para identificar a un
personaje o escrita especialmente para él o ella).
11. Recapitulativo:
Recuerda sonidos ya conocidos o presentados con anterioridad.
Conectivo:
Liga escenas, hechos, etc. (Véase Puente musical).
De montaje:
Sucesión de sonidos ordenados para lograr un efecto dramático o cómico, por ejemplo: las notas del Gordo
y el Flaco.