Proyecto de Física
“SONIDO Y ACUSTICA”
Presentado a: Lic. Erlin Quimbay Arias
Estudiantes: Carlos Alberto Rivas Mosquera Harol Alexis García Sánchez Juan David Morillo Caicedo Erika Tatiana Tatiana trejos Moncada
Curso: 11-1
Institución Educativa Las Américas Sede principal Año lectivo 07-08
Proyecto de Física
“SONIDO Y ACUSTICA”
Estudiantes: Carlos Alberto Rivas Mosquera Harol Alexis García Sánchez Juan David Morillo Caicedo Erika Tatiana Tatiana trejos Moncada
Institución Educativa Las Américas Sede principal Año lectivo 07-08
CONTENIDO Introducción 1. Justificación 2. Objetivos 3. Puntos Principales 4. Definición de Sonido 5. Ondas Infrasónicas 6. Ondas ultrasónicas
7. Velocidad de sonido (Gases, aire, diferentes medios) 8. Fenómenos acústicos 9. Cualidades del sonido 10. Fuentes sonoras (Cuerdas y tubos) 11. Resonancia acústica 12. Efecto doppler 13. Barrera del sonido 14. El oído (partes, enfermedades – curas) 15. Voz humana 16. Propiedades que comparten la música y la matemática 17. Instrumentos musicales de viento y percusión (como funcionan) 18. Tipos de micrófono 19. Preguntas Problemáticas 20. Conclusiones
21. Bibliografía 22. Glosario
INTRODUCCIÓN ¿Qué es la Acústica? Se denomina acústica la parte de la Física que estudia los fenómenos que percibe el sentido del oído y que se denomina ruidos o sonidos. Los ruidos corresponden a percepciones auditivas breves, o por lo menos descontinúas; los sonidos dan una sensación de continuidad, perm perman aneci eciend endo o dura durant nte e ciert cierto o tiem tiempo po idén idéntitico co así así mism mismos, os, y les les corresponde una sensación musical particular.
JUSTIFICACION El siguiente proyecto lo hemos realizado con el fin de profundizar todos los temas ya vistos en la primera entrega de éste, y aprender nuevos conceptos que tienen que ver mucho con ondas, sonido y acústica.
OBJETIVOS
Mejorar el concepto de sonido que se tiene por conocimientos anteriores como los de primaria o bachillerato básico.
Saber de que se trata el infrasonido y ultrasonido.
Dar a conocer las diferentes velocidades del sonido.
Conocer mas acerca del oído sus partes, enfermedades y curas.
Conocer el medio de comunicación de las hormigas.
Conocer el método auditivo de los perros.
Conocer el medio de comunicación de los delfines.
Dar a conocer el funcionamiento del habla.
Dar a conocer el funcionamiento de la radio.
PUNTOS PRINCIPALES
Definición de Sonido y Velocidad de éste.
Infrasonido y Ultrasonido
Fenómenos acústicos– Cualidades del sonido– Fuentes sonoras
Efecto Doppler
El Oído
La voz humana
Propiedades que comparten la música mús ica y la matemática.
Los Tipos de Micrófono.
Comunicación animal (hormigas, perros, delfines...)
La radio
DEFINICION DE SONIDO El sonido es la vibración de un medio elastico, bien sea gaseoso, líquido o sólido. Cuando nos referimos al sonido audible por el oído humano, estamos hablando de la sensación detectada por nuestro oído, que producen las rápidas variaciones de presión en el aire por encima y por debajo de un valor estático. estático. Este valor estático estático nos lo da la presión atmo atmosf sfér éric ica a (alr (alred eded edor or de 100. 100.00 000 0 pasc pascal als) s) el cual cual tien tiene e unas unas variaciones pequeñas y de forma muy lenta, tal y como se puede comprobar en un barómetro. ¿Como son de pequeñas y de rápidas las variaciones de presión que causa causan n el sonid sonido? o? Cuan Cuando do las las rápi rápida dass varia variaci cion ones es de presi presión ón se centran entre 20 y 20.000 veces por segundo (igual a una frecuencia de 20 Hz a 20 kHz) kHz) el soni sonido do es pote potenc ncia ialm lmen ente te audi audibl ble e aunq aunque ue las las variaciones de presion puedan ser a veces tan pequeñas como la millonésima parte de un pascal. Los sonidos muy fuertes son causados por grandes variaciones de presion, por ejemplo una variación de 1 pasca pascall se oirí oiría a como como un soni sonido do muy fuert fuerte, e, siem siempre pre y cuan cuando do la mayoría de la energía de dicho sonido estuviera contenida en las frecuencias medias (1kHz - 4 kHz) que es donde el oído humano es mas sensitivo. El sonido lo puede producir diferentes fuentes, desde una persona hablando hablando hasta un altavoz, altavoz, que es una membrana móvil que comprime el aire generado ondas sonoras.
ONDAS INFRASONICAS Son ondas sonoras que tienen frecuencias por debajo del umbral de sensibilidad sensibilidad humano (20 Hz). El estudio estudio de los infrasonidos infrasonidos se centra en la atenuación y/o eliminación de frecuencias perjudiciales para la salud o el bienestar. bienestar. Fuentes artificiales artificiales generadoras de infrasonidos infrasonidos pueden ser motores, sistemas de ventilación o sistemas de calefacción y fuentes naturale naturales, s, las tormenta tormentas, s, terremot terremotos, os, fuertes fuertes vientos, vientos, volcanes volcanes y, en general, todo fenómeno que suponga movimiento de una gran masa.
Infrasonidos Podemos Podemos definir definir los infrasonidos infrasonidos como las vibraciones vibraciones de presión cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puede percibir; es decir entre 0 y 20 Hz. Pero, debido a que la mayoría de los aparatos electro ctroa acústi sticos utilizan una frecu ecuenci ncia entre 20 y 30 Hz, consideraremos también como infrasonidos a toda vibración con una frecuencia por debajo de los 30 Hz. Dentro de la teoría de los infrasonidos abarcamos las vibraciones de los líquidos y las de los gases pero no la de los sólidos. Éstas últimas, gracias a sus aplicaciones y su problemática, se han convertido en una ciencia aparte llamada vibraciones mecánicas. Veamos algunas características de los infrasonidos: -
Emis Emisió ión n en en for forma ma de onda ondass esf esfér éric icas as..
-
Son Son dif difíc ícililes es de conc concen entr trar ar..
-
Menor absorción que a altas frecuencias, aunque ésta dependerá de la temperatura del gas en el que viajan, el peso molecular del mismo y la dirección del viento.
-
Los emisore emisoress exist existent entes es suelen suelen ser de mala mala cali calidad dad..
-
Debi Debido do a una menor menor atenu atenuaci ación, ón, los los infras infrason onid idos os puede pueden n llegar llegar más más lejo lejoss que que las las demá demáss onda ondas. s. Esto Esto es util utiliz izad ado o para para la dete detecc cció ión n de gran grande dess obje objeto toss a gran grande dess dist distan anci cias as como como montañas o el fondo marino.
ONDAS ULTRASONICAS Son ondas sonoras que tienen frecuencias por encima del umbral de sensi sensibil bilid idad ad human humana a (20 hz.). hz.). Los Los ultr ultraso asoni nidos dos tiene tienen n multi multitu tud d de aplicaciones:: en medicina aplicaciones medicina (terapia (terapia,, ecografí ecografía, a, etc.), etc.), en oceanogr oceanografí afía a (medición de profundidades, detección de icebergs, funcionamiento del sónar, etc.) en la industria y en teledirección, entre otras.
Ultrasonidos Los Los ultr ultras asoni onidos dos son son aquel aquella lass onda ondass sono sonoras ras cuya cuya frec frecuen uenci cia a es superior al margen de audición humano, es decir, 20 Hz aproxim aproximadam adamente ente.. Las frecuen frecuencia ciass utiliz utilizada adass en la práctic práctica a pueden pueden llegar, incluso, a los gigahertzios. En cuanto a las longitudes de onda, éstas son del orden de centímetros para frecuencias bajas y del orden de micras para altas frecuencias.
VELOCIDAD DEL SONIDO En los gases: El razonamiento que se sigue para deducir la fórmula de la velocidad de la propagación del sonido en un gas, es muy semejante al de las ondas en una barra elástica, pero con una diferencia importante. Los gases son muy comprensibles y su densidad cambia al modificarse la presión. Gas
Velocidad de propagación del sonido (m/s) a la presión de 1 atm
Aire (0º C)
331
Alcohol etílico (97º C)
269
Amoniaco (0º C)
415
Gas carbónico (0º C)
259
Helio (0º C)
965
Hidrógeno (0º C)
1284
Neón (0º C)
435
Nitrógeno (0º C)
334
Oxígeno (0º C)
316
Vapor de agua (134 ºC)
494
En el aire: La velocidad de propagación del sonido en el aire a 0 °C es 331 m/s y si sube en 1 °C la temperatura, la velocidad velocida d del sonido aumenta en 0,6 m/s. La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 °C °C)) es de 340 m/s (1.224 km/h)
En diferentes medios: En los sólidos la velocidad del sonido está dada por:
Donde E es el módulo de Young y ρ es la densidad De esta forma puede calcular la velocidad del sonido para el: Acero que es de aproximadamente 5.146 m/s o la Madera que es de aproximadamente 3.900 m/s La velocidad del sonido en el agua es de interés para realizar mapas del fondo del océano. océano. En Agua salada, el sonido viaja a aproximadamente 1.500 m/s y en Agua dulce a 1.435 m/s. Estas velocidades varían debido a la presión, presión, profundidad, profundidad, temperatura, temperatura, salinidad, salinidad, entre otros factores. En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos es mayor que en los gases. gases.
FENOMENOS ACUSTICOS El ECO. En la mito mitolo logí gía a grie griega ga,, eco eco sign signifific ica a ninf ninfa a de la mont montañ aña. a. El dios dios supremo Zeus, la persuadió de entretener a su mujer, Hera, con una charla incesante, para que ésta no pudiese espiarlo. Irritada, Hera le quitó a Eco el poder de hablar, dejándole sólo la facultad de repetir la última sílaba de cada palabra que oyera. Un amor no correspondido por el bello Narciso, que amaba a su propia imagen reflejada, hizo que Eco languideciera hasta que sólo quedó de ella su voz. Las Las onda ondass sono sonora rass sufr sufren en una una refl reflex exió ión n parc parcia iall al choc chocar ar con con la superficie de un medio cualquiera de distinta densidad a la del medio en que se propagaban. Esta es la causa de una pérdida de energía vibrante y en, consecuencia de amplitud; al disminuir ésta, la intensidad del sonido se hace menor. Las reflexiones sucesivas del sonido en capas atmosféricas de densidad diversa hacen que se amortigüe y se limite extraordinariamente su radio de percepción. Al reflejarse reflejarse el sonido sonido en un sólido, por ejemplo un muro, la energía de la onda reflejada es la misma que el incidente y la pérdida de intensidad es la que corresponde al aumento de distancia. Cuando la onda incidente y la reflejada impresionan el oído del mismo observador con intermitencia suficiente para la percepción de los dos sonidos, se produce el fenómeno llamado ECO. El intervalo de tiempo mínimo para que nuestro oído perciba sonidos musi musica cale less es 0. 1 segu segundo ndoss y 0.07 0.07 segu segund ndos os para para soni sonido doss secos secos (palabras). Si consideramos como velocidad del sonido a la temperatura de 20ºC uno 340 m/s el espacio que debe recorrer la onda en su ida y vuelta del oído al obstáculo es: s = 0. 1 x 340 = 34m para sonidos musicales, musicales, en el caso de sonidos secos (palabras) el espacio que debe recorrer la onda en su ida y vuelta del oído al obstáculo en las mismas condiciones es: s = 0 .07 x 340 = 23.8 m. LA REVERBERACIÓN. La reverberación es el fenómeno de sucesivas reflexiones del sonido en dist distin inta tass super superfifici cies es.. Se produ produce ce reverb reverber eraci ación ón cuan cuando do las las ondas ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del sonido. Este Este fenó fenóme meno no es de suma suma impo import rtan anci cia, a, ya que que se prod produc uce e en cualquier recinto en el que se propaga una onda sonora. El oyente no sólo percibe la onda directa, sino las sucesivas reflexiones que la misma misma produce produce en las distin distintas tas superfi superficie ciess del recint recinto. o. Control Controlando ando adecuadamente este efecto, se contribuye a mejorar las condiciones
acústicas de los locales tales como teatros, salas de concierto y, en general, todo tipo de salas. La característica que define la reverberación de un local se denomina tiempo de reverberación. Se define como el tiem tiempo po que que tran transc scurr urre e hast hasta a que que la inte intensi nsidad dad del del soni sonido do qued queda a reducida a una millonésima de su valor v alor inicial. Este tiempo de reverberación no debe ser demasiado largo, por los inconvenientes antes nombrados. Tampoco debe ser demasiado corto pues, entonces, en una gran sala de espectáculos, por ejemplo, no captaría los sonidos el auditorio entero. El tiempo de reverberación óptimo óptimo es de 1 a 2 segundos. segundos. En fábricas, fábricas, talleres, talleres, etc., conviene, para evitar molestias auditivas, un tiempo de reverberación muy corto. Se evita tal fenómeno por medio de cuerpos absorbentes del sonido, que, reflejándose en ellos, pierde un tanto por ciento determinados de su intensidad en cada reflexión.
CÁMARA ANECOICA. Existen Existen habitaciones habitaciones llamadas llamadas anecoicas que tienen un recubrimiento especial que absorbe toda la energía proveniente de las reflexiones (cámaras sin eco) , así sólo escuchamos el sonido tal y como se produce, la mayoría de las personas, se quedan sorprendidas de lo seco que son los sonidos en estas cámaras. Esta cámara está diseñada para minimizar los efectos de los sonidos sonidos y el ruido externo. El sonido externo se evita mediante el aislamiento físico de la estructura, filtros acústicos en los conductos de ventilación y los anchos muros. Las superficies superiores están cubiertas de material absorbente del sonido - como fibra de cristal o lana mineral - tanto en planchas como en cubos verticales y horizontales. El techo y el suelo están rellenos de forma similar; con una estrecha malla metálica justo por encima del suelo, que proporciona una superficie óptima para poder andar. La reflexión del sonido se puede reducir de uno a 1000 en esta habitación, simulando las condiciones acústicas de espacio libre no obstruido
CUALIDADES DEL SONIDO Se distinguen habitualmente en la sensación sonora tres cualidades principales: altura, intensidad y timbre, que por su importancia y dive diversi rsida dad d const constitituye uyen n otras otras tant tantas as sensa sensaci cion ones es.. Es cost costum umbr bre e correlacionar la altura de un sonido con la frecuencia de las vibraciones que lo originan, la intensidad con la amplitud y el timbre con la ley que rige rige dich dicho o movi movimi mien ento to vibr vibrat atori orio. o. Todo esto esto es ciert cierto o en prim primera era aproximación, pero analizando más profundamente las sensaciones y sus respectivos estímulos estímulos como lo haremos en los párrafos siguientes, siguientes, veremos que la realidad no es tan sencilla. La duración es una cualidad del sonido que no hemos mencionado hasta ahora pero que posee gran importancia musical pues es la que determina el ritmo, uno de los elementos básicos de la música. La duración de una sensación sonora depende directamente de la duración del movimiento vibratorio que origina el sonido, aunque en algunos casos la sensación persiste después del cesar el estímulo. Cuando la duración es muy pequeña afecta nuestra percepción de la altura: según experiencias realizadas por Ekdahl y Stevens, un sonido de 1000 ciclos cuya duración es de 0,01 segundos produce una sensación sensación cuya altura altura es igual a la de un sonido de 842 ciclos cuya duración es de 1,5 segundos. Con la intensidad del sonido ocurren fenómenos similares. Además de las cualidades del sonido ya mencionadas suelen atribuírsele otras como el volumen y la densidad; esto es perfectamente posible pues con las dos variables (frecuencia y amplitud), pueden existir infinitas funciones diferentes. El volumen es una sensación que aumenta al aumentar la amplitud y disminuye al crecer la frecuencia: una nota de flautín parece tener menos "volumen", menos cuerpo, que una una nota nota de cont contra raba bajo jo de la mism misma a inte intens nsid idad ad;; al aume aument ntar ar la intensidad de los sonidos emitidos por un instrumento, parece aumentar su volumen. La densidad de un sonido es una sensación sensación que producen producen ciertos sonidos de ser más compactos, más "densos" que otros; esta sensa sensaci ción ón pare parece ce depe depende nderr de la frecu frecuen enci cia a y aume aument ntar ar con con ella ella,, debido probablemente a la mayor velocidad con que se suceden las vibraciones en los sonidos agudos.
Altura: su definición y dependencia La altura de un sonido es la cualidad cualidad de la sensación sensación sonora a que nos referimos cuando decimos que un sonido es más agudo (alto) o más grave (bajo) que otro. Depende principalmente de la frecuencia aunque también es afectada por la amplitud del movimiento vibratorio, como veremos de inmediato. Los sonidos agudos corresponden a los de
frecuencia elevada y los graves a los de baja frecuencia. Es curioso constatar que en la mayoría de las lenguas europeas los vocablos "alto" y "bajo" corresponden respectivamente a los sonidos agudos y a los graves; la razón de esta asociación no es muy clara pero ha sido observado que al pedir a varios observadores que localicen la fuente aparente de una serie de sonidos emitidos detrás de una pantalla, tienden a situar el punto de emisión de los sonidos agudos a mayor altura que para los sonidos sonidos graves, aunque el punto real de emisión emisión no varíe. El umbral para la sensación de altura está entre los 16 y los 18 ciclos, denominándose denominándose infrasonidos infrasonidos los movimientos movimientos vibratorios vibratorios de frecuencia frecuencia infe inferi rior or a ésta ésta.. Dich Dicho o umbra umbrall no es estr estric icta tame ment nte e el de toda todass las las sensaciones auditivas, pero con frecuencias menores que las citadas, como pulsaciones aisladas, a veces de carácter táctil. Además, es difícil separar los sonidos graves de los armónicos aurales que se originan en el oído del observador. La cima de las sensaciones de altura oscila entre los 16000 y los 20000 ciclos, variando considerablemente de sujeto a sujeto; la sensibilidad del oído para los sonidos agudos comienza a decrecer a partir de los 30 años. La amplitud afecta la altura: los sonidos de frecuencia baja (hasta 500 ciclos) parecen más graves cuando aumenta su amplitud, ocurriendo lo contrario contrario con los sonidos de alta frecuencia frecuencia (sobre los 4000 ciclos); los soni sonido doss de frecu frecuen enci cia a medi media a sufr sufren en poca poca varia variaci ción ón.. Los Los soni sonidos dos util utiliizado zadoss en músi música ca casi casi no pres presen enta tan n este este fenó fenóme meno no pues pues gene general ralme ment nte e cont contie ienen nen armó armóni nicos cos situ situad ados os en la regi región ón de las las frecuencias medias donde no se lo observa; en cambio, es observable sobre los sonidos puros como los que produce el diapasón: pídase a una persona que reproduzca con la voz el sonido producido por un diapasón, colocándolo primero a un metro y luego al lado del oído del observador; el sonido reproducido en segundo término será más bajo que el reproducido primero, pues al acercar el diapasón al observador, los sonidos que emite llegan a éste con más fuerza. Por lo tanto, para controlar la afinación de un instrumento no conviene acercar mucho el diapasón al oído. Es de gran interés determinar si la relación armónica de dos sonidos depende de su altura o de su frecuencia. Las investigaciones realizadas por Fletcher en este sentido, muestran que es la frecuencia y no la altura la que determina esta relación. Ejecutados sucesivamente, un sonido de 400 ciclos y un sonido de 205, pueden producir la sensación de octava, pero simultáneamente son discordantes. Los Los umbr umbral ales es dife difere renc ncia iale less para para la sens sensac ació ión n de altu altura ra varí varían an considerablemente con la frecuencia y la intensidad de los sonidos estudiados. En la región de los 1000 ciclos, el oído puede percibir
dife difere renc ncia iass de frec frecue uenc ncia ia de 3 cicl ciclos os (0,3 (0,3 %), %), o sea sea de 1/16 1/16 de semitono, mientras que en la región de los 60 ciclos, la sensibilidad es de 1 % o sea de casi un semitono. En condiciones favorables, puede distin distingui guirse rse en aguda, aguda, la sensib sensibili ilidad dad del oído oído decae decae nuevam nuevament ente. e. Para Para que que un soni sonido do prod produz uzca ca una una sens sensac ació ión n clar clara a de altu altura ra,, su dura duraci ción ón míni mínima ma debe debe ser ser del del orde orden n del del vigé vigési simo mo de segu segund ndo. o. Se llama oído absoluto la cualidad poseída por ciertas personas de recon reconoc ocer er un sonid sonido o basán basándo dose se únic únicam ament ente e sobre sobre su altu altura. ra. Las Las experiencias deben hacerse con sonidos puros sin que el observador intente tararearlos o silbarlos pues de otro modo intervendría en el reconocimiento la memoria muscular. Debe notarse que la mayoría de los músicos que creen poseer oído absoluto, sólo lo poseen para el inst instrum rument ento o que ejec ejecut utan an y cuand cuando o los los soni sonido doss varía varían n en form forma a discontinua como en las escalas musicales. Si las frecuencias varían en forma continua, la individualización de una nota determinada es mucho más difícil. El oído absoluto tiene una utilidad musical relativa, siendo much mucho o más más impor importa tant nte e el oído oído de relac relació ión; n; grand grandes es geni genios os como como Schumann y Wagner han carecido de oído absoluto aunque otros lo han poseído en grado muy marcado.
Intensidad del sonido La intensidad del sonido desde el punto de vista psicológico, es la cualidad de la sensación sonora que queremos indicar cuando decimos que un sonido es más fuerte rte o más débi ébil que otro; ro; depende principalmente de la amplitud del movimiento vibratorio que origina el sonido. Llámese umbral de audibilidad para un sonido de frecuencia dada, el punto en que la intensidad de dicho sonido no puede disminuirse sin que cese de ser oído. La cima de las sensaciones de intensidad es el punt punto o dond donde e éstas éstas no puede pueden n aume aument ntar ar sin sin camb cambia iarr de espe especi cie, e, convirtiéndose en sensaciones dolorosas; por lo tanto, el umbral de estas últimas es simultáneamente, cima de las primeras. El oído puede experimentar sensaciones de intensidad, mismo si la dura duraci ción ón del del soni sonido do que que las las prod produc uce e es de 0,00 0,0003 03 de segu segund ndo. o. Desde el punto de vista físico, la intensidad del sonido se mide de dos maneras: como intensidad absoluta, expresando la energía de la onda sono sonora ra en unida unidades des de pote potenci ncia a o de presi presión ón y como como inte intens nsid idad ad relativa, mediante escalas que se forman tomando como unidad de medida para cada sonido, su intensidad absoluta en el umbral de audibilidad. La medi medici ción ón de la inte intens nsid idad ad abso absolu luta ta se efec efectú túa a medi median ante te un procedimiento ideado por Lord Rayleigh que consiste en suspender un disco liviano dentro del campo de acción de una onda sonora y medir el ángulo girado por aquel que tiende a colocarse normalmente a ésta.
Como el ángulo girado por el disco, es proporcional a la intensidad absoluta absoluta de la onda que sobre él incide, ésta se calcula fácilmente fácilmente una vez medido dicho ángulo. La intensidad absoluta necesaria para llegar al umbral de audibilidad, varía varía enormem enormement ente e con la frecuen frecuencia cia de los distin distintos tos sonidos. sonidos. Los sonidos sonidos graves y sobreagudos sobreagudos consumen gran cantidad de energía, energía, no así los de la región media y aguda para los que el oído es sumamente sensible.
El timbre: su definición y dependencia El timbre es la cualidad cualidad de la sensación sonora que permite establecer la prov proven enie ienc ncia ia de los los dife difere rent ntes es soni sonido doss y ruid ruidos os.. Los Los soni sonido doss producidos por un mismo instrumento tienen todos un timbre igual o simi simila larr, cual cualqu quie iera ra sea sea su altu altura ra e inte intens nsid idad; ad; por por otra otra part parte, e, dos dos soni sonido doss de igua iguall altu altura ra e inte intens nsid idad ad ejec ejecut utad ados os por por inst instrum rumen ento toss dist distin into toss será serán n inco inconf nfun undi dibl bles es,, pues pues su timb timbre re será será dife difere rent nte. e. Dos movimientos vibratorios de igual frecuencia y amplitud producirán sonidos de la misma altura e intensidad; si estos sonidos difieren en su timbre, es evidente que habrá una tercera característica del movimiento vibratorio que será la que producirá dicha diferencia. Esta característica del movimiento movimiento vibratorio es la ley según la cual varía la elongación elongación en función del tiempo en el intervalo de un período. La representación gráfica de la variación de la elongación en función del tiempo, origina las distintas curvas que caracterizan el timbre de cada sonido. Por esta razón, se dice frecuentemente que el timbre depende de la forma o de la complejidad de la onda sonora. Debe recordarse que las curvas curvas corresp correspondi ondient entes es a movim movimient ientos os vibrat vibratori orios os o a las ondas sonoras que éstas originan, no indican el movimiento movimiento real de las partículas partículas del cuerpo sonoro o del medio en el cual se propaga la onda sino sino que que repres represen enta tan n las las varia variaci cion ones es en funci función ón del del tiem tiempo po de la elongac elongación ión de dichas dichas partíc partícula ulas, s, mientr mientras as que los movimi movimient entos os se realizan sobre pequeñísimas trayectorias rectilíneas. Para Para acla aclarar rar esto esto,, recur recurram ramos os a la sinu sinuso soid ide; e; sabem sabemos os que que ésta ésta representa el movimiento de un punto que se mueve con movimiento armónico simple, ya sea éste el punto material de un péndulo que oscila lateralmente sobre un arco de circunferencia o la pesa de un resorte oscilando oscilando sobre una línea vertical. vertical. Es evidente evidente que la curva representa solamente solamente la variación de la elongación elongación en función función del tiempo, tiempo, pues de otro modo, el movimiento de la pesa y el movimiento curvilíneo del punto material de la pesa debieran representarse de manera distinta. El físico alemán G. S. Ohm fue el primero en proponer una explicación explicación de las sensaciones tímbricas. Expresa la ley de Ohm que el oído analiza las ondas complejas que sobre él inciden, descomponiéndolas
en sus componentes sinusoidales, comportándose como si estuviera constituido por una multitud de resonadores, cada uno de los cuales resuena para un sonido simple determinado; se entiende por sonido simple el producido por una única onda sinusoidal. Los sonidos simples que componen el sonido complejo se llaman en este caso armónicos. Se llaman armónicos aurales los sonidos generados por la distorsión intr introdu oduci cida da por por el oído oído.. Es fáci fácill demo demost stra rarr su exist existen enci cia, a, crean creando do pulsaciones con sonidos puros de frecuencia próxima. Al estudiar el timbre de sonidos producidos producidos por percusión percusión es necesario necesario tomar en cuenta la existencia de parciales transitorios o fugaces, que aparecen inmediatamente después de la percusión y duran fracciones pequ pequeña eñass de segun segundo do,, modi modififica cand ndo o gran grandem demen ente te sin sin embar embargo, go, el timbre del sonido. Hermann von Helmholtz en su libro "Sensaciones sonoras", publicado en 1862, resumió los resultados de 8 años de experiencias realizadas para confirmar la ley de Ohm diciendo: "las diferencias de timbre de los distintos sonidos, provienen únicamente de la presencia de armónicos y de su intensidad relativa". Helmholtz y Ohm sostenían que la fase de los diferentes armónicos no influye en el timbre del complejo, pero este aspecto aspecto de su teoría ha sido refutado por observadores más recientes. En su aspecto fisiológico, las teorías de Helmholtz y Ohm suponen que las fibras de la membrana basilar y los órganos de Corti desempeñan el papel de resonadores para los sonidos simples. La teoría de Helmholtz, muy conveniente bajo ciertos aspectos, no explica con todo varios fenómenos como ser las pulsaciones y el enmascaramiento, razón por la cual ha caído en desuso. El profesor Fritz Volbach, en su interesante libro "La orquesta mode rna", sostiene que hay sólo dos formas básicas en las ondas sonoras: una forma sinuosa y una forma dentada, con todos los posibles tipos de transición, correspondiendo las formas sinuosas a los sonidos de la flauta y la trompa y las formas dentadas al oboe y la trompeta; los armónicos se agregan a estas ondas formando ondas de superposición, pero sin alterar su carácter básico; sostiene además, que los armónicos de un sonido poseen ya el timbre de éste. Según Volbach, no podrá nunca sintetizarse el timbre de la trompeta a partir de parciales de la flauta, por ejemplo, aunque se varíen sus intensidades y se quiten o añadan parciales. parciales. Haciendo Haciendo estudios estudios sobre los instrumentos instrumentos de viento, viento, dedu deduce ce que que el modo modo de prov provoc ocar ar la vibr vibrac ació ión n del del aire aire inf influye luye decisivamente sobre el timbre: si las compresiones y dilataciones se produ produce cen n suave suaveme ment nte, e, la forma forma bási básica ca de la onda onda será será sinuo sinuosa sa,, evolu evoluci cion onand ando o haci hacia a la form forma a dent dentad ada a cuan cuanto to más más viol violen enta ta es la produ producc cció ión n de las las ondas ondas.. El estu estudi dio o de las las onda ondass produ produci cida dass por por explosiones, parece confirmar esta teoría. Una de las contribuciones modernas que más interesa al estudio del timbre, es la teoría del formante. Según la teoría clásica de Helmholtz,
el timbre de los sonidos, dependía de la relación entre las frecuencias de los distintos armónicos y la frecuencia de la fundamental, cualquiera sea esta última. La teoría del formante sostiene por el contrario que para cada timbre existe una banda estrecha de frecuencias, de altura absoluta fija, que está siempre presente, cualquiera sea la frecuencia de la fundamental fundamental.. En el caso del violín, las frecuencias frecuencias formantes formantes que caracterizan su timbre estarían siempre comprendidas entre 3500 y 5000 ciclos. Las sensaciones de timbre no son mensurables como las de altura y de inte intensi nsida dad, d, pues pues la mayor mayor o meno menorr comp comple lejijida dad d de un movi movimi mien ento to vibratorio no constituye una magnitud para la cual pueda establecerse unidad de medida ni escalas. No existen por lo tanto umbral ni cima para las sensaciones de timbre. Para ordenar los sonidos según su comp comple lejijida dad, d, se esta establ blec ece e una una relac relació ión n entr entre e la energ energía ía tota totall y la energía de todos los parciales menos la fundamental; un sonido con 3 % de distorsión será uno en que la fundamental posee el 97 % de la energía total. El estu estudi dio o del del timb timbre re se pued puede e real realiz izar ar por por dos dos vías vías opue opuest stas as y complementarias: por análisis y por síntesis. El primero en analizar soni sonido doss fue fue Helm Helmho holt ltzz que que efec efecttuó sus sus anál anális isis is medi median antte los los reso resona nado dore ress por por él inve invent ntad ados os.. El uso uso de reso resona nado dore ress perm permitite e determinar cuales son los armónicos presentes pero no su intensidad; para esto se recurre actualmente a los analizadores armónicos, que mues muestr tran an simu simultltán ánea eame ment nte e las las inte intens nsid idad ades es de los los armó armóni nico coss componentes componentes mediante diversos circuitos circuitos eléctricos. eléctricos. Los resultados resultados de estos análisis son expuestos en lo que se llama espectros armónicos. Los espectros armónicos de los distintos instrumentos: las ordenadas son proporc proporcion ionale aless a las intens intensida idades des (medid (medida a en decibe decibeles les)) y las abscisas a las frecuencias de los armónicos. La sínt síntes esis is de sonid sonidos os es tamb tambié ién n de gran gran util utilid idad, ad, pues pues permi permite te confirmar los resultados del análisis. Helmholtz y Koenig construyeron un apara aparato to form formad ado o por por diez diez diapa diapaso sones nes y sus sus corre correspo spond ndie ient ntes es resonadores mediante el cual sintetizaron con bastante éxito algunos sonidos. sonidos. Actualmente Actualmente se utiliza utiliza un aparato aparato llamado llamado "synthephone" "synthephone" que permite sintetizar la mayoría de los sonidos conocidos y crear timbres nuevos. El "phonodeik", inventado por el físico norteamericano Dayton C. Miller, permite obtener y fotografiar los oscilo gramas correspondientes a los diversos sonidos.
FUENTES SONORAS Se puede hacer una división fundamental entre sonidos regulares e irregulares. El uso y tratamiento expresivo de los sonidos regulares es lo que llamamos música. Pese al valor que puedan tener las tradiciones orales (música folclórica) a la hora de transmitir y preservar el acervo musical de una cultura, lo cierto es que sólo los sistemas de escritura musical, y desde finales del siglo XIX las grabaciones sonoras nos permiten conocer con precisión cómo eran las diversas manifestaciones sonoras que ha producido el hombre. El origen hay que encontrarlo en los cantos litúrgicos establecidos por las las dist distin inta tass trad tradic icio ione ness basad basadas as en la inte interp rpret retac ació ión n de la Bibl Biblia ia,, biza bizant ntin ina, a, mozá mozárab rabe e (el (el desa desarro rrollllo o de las las igle iglesi sias as de la pení peníns nsul ula a ibérica) etc. En cambio esta progresiva disparidad en la interpretación llevó a un intento de unificación vinculado a la hegemonía del Imperio Carolingio en los siglos VIII-IX. La liturgia y el canto establecidos por los caro caroliling ngio ioss fuer fueron on atri atribu buid idos os a San San Greg Gregor orio io Magn Magno, o, de ahí ahí la deno denomi mina naci ción ón de cant canto o "gre "grego gori rian ano" o".. En los los códi códice cess de cant canto o gregoriano aparece un sistema de notación llamado "neumática", que consistía en representar el número de sonidos musicales que había que articular articular con cada sílaba, así como la relación relación de los sonidos entre sí y su dirección melódica, pero no indicaba la altura exacta. Se utilizaba para ello una simple línea a modo de pauta, pero será la aparición de la música polifónica polifónica en el siglo XI, es decir, decir, varias melodías melodías entrelazadas entrelazadas para producir un efecto armónico, la que hará necesaria la aplicación de sistemas más precisos. De esta forma se añaden más líneas, tres o cuatro, cuatro, para indicar la altura de los sonidos, pero no será hasta el siglo XVI cuando se llegue llegue a un acuerdo general para utilizar utilizar la pauta actual de cinco líneas o pentagrama. Respecto a la forma de transcribir los soni sonido doss util utiliz izam amos os la deno denomi mina naci ción ón "not "nota" a",, que que se agru agrupa pan n en intervalos intervalos de ocho (denominadas (denominadas octavas). De modo que el DO central se ubica entre dos pentagramas de cinco paralelas uno ascendente y otro otro desc descen ende dent nte. e. Las Las líne líneas as y los los espa espaci cios os sirv sirven en para para indi indica car r posiciones. posiciones. Estos dos grupos de líneas líneas a veces no son suficientes suficientes y se añaden líneas adicionales. Otro elemento importante que debe recoger la notación musical es la duración del sonido: redonda, blanca, negra, corchea, semicorchea, fusa y semifusa. Su relación va en progresión geométrica, cada una es la mitad de la anterior, sin embrago no hay un valor fijo establecido de cuánto debe durar cada una de estas formas, lo que da un carácter relativo al tiempo de interpretación de las partituras. La entonación es el
mecanismo que permite cantar la altura de los sonidos con precisión. Tanto la voz como los instrumentos, en cualquier medio, pueden sufrir variaciones cuando producen los sonidos por diversos motivos. Los instrumentos tienen mecanismos para regular estas alteraciones, hay un aparato que lo produce llamado diapasón. Otro concepto que se aplica relacionado con la amplitud es la dinámica, que sería la gama de variaciones de volumen que tiene una pieza sonora, es decir, la banda de intensidades entre las que se mueve. Este valor debe considerarse a la hora de conseguir un adecuado registro del sonido que no reduzca ni alte altere re los los valore valoress orig origin inal ales. es. La part parte e del del espec espectr tro o sono sonoro ro que que se denomina ruido es, en un principio un elemento desechado de los sistemas sonoros. En la radio equivale a sonidos no deseados que se cuelan en la emisión sin querer. La única señal que debería salir de un sistema sistema de grabación grabación y reproducción reproducción sonora es una réplica amplificada amplificada del del sonid sonido o orig origin inal al.. En camb cambio io,, la sali salida da pued puede e cont contene enerr señal señales es indebidas: un siseo o zumbido. Los sistemas de grabación de alta fidelidad han evolucionado hacia la eliminación del ruido de manera ópti óptima ma.. Hay dife difere rent ntes es tipo tiposs de ruid ruidos os origi origina nados dos por por los los dist distin into toss componentes de los sistemas: ruido inducido, de descarga, térmico etc... A este respecto se aplica un término que determina el rendimiento de un sist sistem ema a sonor sonoro, o, la rela relaci ción ón seña señall-rui ruido do.. Es deci decirr, la señal señal requerida y el ruido que inevitablemente la acompaña, la diferencia en volumen que hay entre el "nivel de referencia" de la señal y el ruido de fondo fondo de un determ determina inado do disposi dispositiv tivo. o. Es import important ante e manten mantener er esta esta relación lo más alta posible en todos los puntos de la cadena. Este valor se mide mide en deci decibe belilios os (dB) (dB).. Por Por ell ello se han ido desa desarr rrol olllando ando determinados mecanismos como los ecualizadores, sistemas de filtrado en distintas bandas de frecuencia que permiten modificar el espectro de frecuencias frecuencias original, original, y los reductores de ruido, para atenuar atenuar el ruido de fondo y con ello permitir la adecuada reproducción de los sonidos más débi débile les, s, apro aproxi xima mand ndo o de este este modo modo el marg margen en diná dinámi mico co de una una grabación al de la fuente original. Está demostrado que cuando el sonidos es muy tenue el ruido que haya en el sistema se nota más, es más perceptible mientras que en los pasajes más intensos queda de alguna forma enmascarado. Si la intención es que suene adecuadamente hay que aumentar el nivel de grabación, con lo cual crecerá el ruido. Los primeros reductores de ruido aparecieron en la década de los sesenta sesenta y realizaban realizaban un filtrado filtrado de las altas frecuencias, frecuencias, dond donde e se encu encuent entra ra la gama gama más más ampl amplia ia de ruid ruidos) os).. Con Con ello ello se atenuaba el ruido y se podía subir el nivel de grabación ganando en dinámica, sin embargo ese filtrado recortaba las "crestas" de la onda sonora, por lo que se perdía riqueza. Los reductores de ruido actuales permiten recuperar la señal de audio por completo tras el tratamiento de esta reducción. De este modo respetan el rango dinámico original sin alterar las frecuencias, aumentan el nivel de grabación de las señales
débiles sin incrementar el ruido de la misma frecuencia que genera el sistema grabador. En la reproducción posterior se reduce el nivel de ambas señales limitando al máximo el ruido de fondo. RESONANCIA ACUSTICA Resona Resonanci ncia a acústi acústica ca es la tenden tendencia cia de un sistema sistema acústico acústico para absorber más energía cuando la frecuencia de sus oscilaciones del sistema coincide con la frecuencia natural de vibración (su frecuencia de resonancia) que lo hace en otras frecuencias. Un objeto resonante probablemente tiene más de una frecuencia de resonancia, sobre todo en armónicos de los más fuertes de resonancia. Es fácil en esas frecuencias de vibración, y menos enérgicamente que vibre en otras frecuencias. Se "seleccionar" su frecuencia de resonancia de un complejo de excitación, como un impulso o una ancha ruido de excitación. En efecto, es filtrar todas las frecuencias distintas a los de su resonancia. Resonancia acústica es una consideración importante instrumento para los constructores, ya que la mayoría de instrumentos acústicos uso de los resonadores, como las cuerdas y el cuerpo de un violín, la longitud del tubo en una flauta, y la forma de un tambor de membrana.
EFECTO DOPPLER El Efecto Doppler, llamado así por Christian Andreas Doppler , consiste consiste en la variación de la longitud de onda de cualquier tipo de onda emitida o recibida por un objeto en movimiento. Doppler propuso este efecto en 1842 en una una mono monogr graf afía ía titu titula lada da Über Über das farbi arbige ge Licht icht der der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels ("Sobre el color de la luz luz en estr estrel ella lass bina binari rias as y otro otross astr astros os") ").. Su hipó hipóte tesi siss fue fue investigada en 1845 para el caso de ondas sonoras por el científico holandés Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot, Ballot , confirmando que el tono ono de un soni sonido do emi emitido tido por por una una fuen fuente te que que se apro aproxi xim ma al observador es más agudo que si la fuente se aleja. Hippolyte Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas electromagné electromagnéticas ticas en 1848 1848.. En Francia este efecto se conoce como "Efecto Doppler-Fizeau". Un micrófono inmóvil registra las sirenas de los policías en movimiento en diversos tonos dependiendo de su dirección relativa. En el caso del espectro visible de la radiación electromagnética, electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se desplaza a longitudes de onda más largas, desplazándose hacia el rojo. Si el objeto se acerca, su luz presenta una long longititud ud de onda onda más más cort corta, a, desp despla lazá zánd ndos ose e haci hacia a el azul azul.. Esta Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades eleva elevada das, s, como como las las veloci velocida dades des relat relativa ivass entr entre e estrel estrella lass o entr entre e galax galaxia ias, s, y el ojo ojo huma humano no no pued puede e capta captarlo rlo,, sola solame ment nte e medi medirl rlo o indirec rectame amente nte utilizando ndo instrumentos de prec recisión como espectrómetros.. Si el objeto emisor se moviera a fracciones espectrómetros significativas de la velocidad de la luz, luz , entonces sí seria apreciable de forma directa la variación de longitud de onda. Sin embargo hay ejemplos cotidianos de efecto Doppler en los que la velo veloci cida dad d a la que se muev mueve e el obj objeto eto que emi emite las las onda ondass es comparable a la velocidad de propagación de esas ondas. La velocidad de una ambulancia (50 Km./h) es insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1.235 Km./h), por eso se aprecia claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo
a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador.
BARRERA DEL SONIDO Barrera Barrera del sonido sonido es un supuest supuesto o límit límite e físico físico que impedi impediría ría que objetos de gran tamaño se desplazaran a velocidad velocidad supersónica. supersónica. El térmi término no se empez empezó ó a util utiliz izar ar duran durante te la Segunda Segunda Guerra Guerra Mundia Mundiall, cuando un cierto número de aviones empezaron a tener problemas de compresibilidad (así como otros problemas no relacionados) al volar a grandes velocidades, y cayó en desuso en los años 1950, 1950, cuando los aviones empezaron a romper esa barrera de forma rutinaria. Cuando un avión se acerca a la velocidad del sonido, sonido, la forma en que el aire fluye alrededor de su superficie cambia y se convierte en un fluido compresible, dando lugar a una resistencia r esistencia mayor.
Primeras teorías y experiencias Inicialmente se pensaba que el aumento de la resistencia seguía un crecimiento exponencial, exponencial, por lo que un avión no podría superarla aún aumentando de manera sustancial la potencia de los motores. De ahí el nombre de barrera del sonido. Sin embargo, esta idea ya había sido descartada por los artilleros del siglo XIX. XIX. Desde Ernest Mach se sabía que, a partir de cierto punto, la resistencia ya no aumenta más y, de hecho, se reduce. De manera que para atravesar la barrera del sonido sería suficiente con disponer de mayor propulsión propulsión y mejor aerodinámica mejor aerodinámica para vencer ese punto máximo máximo de resi resist sten enci cia. a. Con Con la intr introd oduc ucci ción ón de nueva nuevass form formas as de ala ala que que disminuyen la resistencia, y los motores de reacción para la propulsión, fue posible desde los años 1950 viajar más rápido que el sonido con relativa facilidad. Charles Elwood Yeager fue el primer hombre en atravesar atravesar oficialmen oficialmente te la barrera del sonido, el 14 de octubre de 1947, 1947, volando con el avión experimental Bell X-1 a velocidad Mach 1 y a una altitud de 45.000 pies. Sin embargo, embargo, Hans Guido Mutke afirmaba afirmaba haber atravesado atravesado la barrera del sonido antes que Yeager, el 9 de abril de 1945, 1945, en un Messerschmitt Me 262, 262, aunque no existen pruebas científicas de este logro.
EL OIDO (PARTES, ENFERMEDADES, CURAS) El oído es uno de los cinco sentidos del sistema sensorial, sensorial, que tiene la capacidad de percibir el sonido. sonido.
Anatomía del oído
El oído es un órgano que transforma las vibraciones mecánicas que le llegan del oído externo en impulsos nerviosos que se envían al cerebro. cerebro. Consta Consta de tres partes fundamental fundamentales, es, oído externo, externo, oído medio y oído interno. interno.
Oído externo Es la parte más externa e incluye el pabellón auricular , el canal auditivo externo y el tímpano. tímpano. Pabellón auricular . Es un cartílago plano y elástico que tiene forma del extremo de una trompeta y esta cubierto por piel gruesa, gruesa, se distin distingue guen n el hélix o borde borde exteri exterior or repleg replegado, ado, el •
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antihélix o eminencia central del pabellón que termina en una elevación llamada antítrago, antítrago, concha o parte central y lóbulo, lóbulo, que es la parte inferior. Canal auditivo externo, externo, un conducto (tubo) curvo de cerca de 2,5 cm de longitud que se encuentra en el hueso temporal; temporal; esta compuesto por folículos por folículos pilosos, pilosos, glándulas sebáceas que son las glándulas productoras de cerumen y glándulas de ovillo que son las glándulas que dan color a la cera. Tímpano. Tímpano. Es una una memb membra rana na del delgada gada y semi semitr tran ansp spar aren ente te compuesta por tejido por tejido conectivo fibroso que se encuentra entre el conducto auditivo externo y el oído medio.
Oído medio Se encuentra ubicada en la parte par te central del oído e incluye: Tromp rompa a de Eust Eustaq aqui uio o (lue (luego go llama lamada da "tuba tuba audi audititiva va"" y actualmente conocida con el nombre de "tubo " tubo faringotimpánico"), faringotimpánico"), un conducto que comunica directamente el oído medio con la faringe, faringe, igualando la presión entre las dos bandas del tímpano. Cadena Cadena de hueseci huesecillo lloss conform conformada ada por el martillo, martillo, yunque y estribo, estribo, que son el camino de las vibraciones mecánicas hacia la ventana oval. oval. Ventana oval. oval. caracol. caracol. La cadena de huesecillos transforma un estímulo del medio aéreo a un medio líquido a través de la ventana oval. •
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Oído interno Como su nombre indica, es la parte más má s interna del oído; consta de: Cóclea o caracol. caracol. Es un órgano en forma de tubo espiral. Está lleno de líquido (endolinfa ( endolinfa)) y posee la membrana de Reissner y Reissner y la membrana basilar , donde reside el órgano de Corti, Corti, un conjunto de células ciliadas (ent (entre re 24.0 24.000 00 y 30.0 30.000 00), ), que que vibr vibran an a determinadas frecuencias. frecuencias. La localización de los cilios a lo largo de la membrana basilar guarda relación con la longitud de onda a la que son sensibles. Canales Canales semicircular semicirculares es.. Son tres tubos de forma semicircular, dos de ellos tienen posición vertical y otro posición horizontal (ant (anter erio iorr, post poster eriior y late latera ral) l).. La funci unción ón de los cana canalles semicirculares es mantener el equilibrio. equilibrio. Nervio auditivo auditivo.. Nervi Nervio o que que condu conduce ce la info informa rmaci ción ón nervi nervios osa a hasta al cerebro, cada oído por separado. •
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Umbrales de la audición
Los Los umbr umbral ales es o lími límittes de la audi audici ción ón cons consid ider erad ados os están stánda dar r corresponden a intensidades de 0 dB (umbral de audición) audición) a 120 dB (umbral de dolor ) donde ya hay una molestia o dolor físico. dolor físico. A lo largo de todo este espectro de audiofrecuencias varía la sensación de intensidad o sonoridad. sonoridad. Para determinar esta sonoridad se emplea el gráfico de Fletcher-Munson (curvas isofónicas). La unidad de sonoridad es el fonio. fonio.
Sistema de protección Dos músculos (estapedio y tensor del tímpano) tímpano) tensan o relajan el tímpano y la cadena de huesecillos automáticamente, en función de la intensidad del sonido, limitando la cantidad de energía transmitida hasta la cócl cóclea ea (cuy (cuyas as célu célula lass cili ciliad adas as son son muy muy sens sensib ible les) s).. El únic único o inconveniente de este sistema es el tiempo de adaptación, durante el cual el oído puede padecer daños serios. Además el canal auditivo externo a través de glándulas (glándulas ( glándulas ceruminosas) ceruminosas) ubicadas a la entrada del mismo, secreta cerumen como barre barrera ra prote protect ctora ora de infe infecc ccio ione ness y part partíc ícul ulas as en susp suspens ensió ión. n. El cerumen es la cera que segregan los oídos. Se trata de una sustancia visc viscos osa a que que tien tiene e cier cierto toss comp compon onen ente tess quím químic icos os,, entr entre e los los que que destacan las grasas, grasas, como el colesterol, colesterol, ácidos grasos y ceras que recog recogen en la sucie suciedad dad y mant mantie iene ne limpi limpio o el canal canal audi audititivo vo extern externo, o, protegiéndolo de infecciones. También la cera protege al oído evitando que proliferen ciertas bacterias y hongos, hongos, y la entrada de polvo. La última protección de la cera del oído es lubricar la piel del conducto auditivo. Algunos fenómenos psicoacústicos •
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sonido doss de frec frecue uenci ncias as Discrimina Discriminación ción de frecuencias: frecuencias: En soni próximas, si uno de ellos tiene más intensidad enmascara al otro (est (esto o prec precis isam amen ente te se deno denomi mina na enma enmasc scar aram amie ient nto) o).. En frecuencias próximas del mismo nivel, percibimos una frecuencia intermedia denominada intertono.
Audición binaural: La localización de los sonidos en el espacio se cons consig igue ue grac gracia iass al proc proces esam amie ient nto o por por sepa separa rado do de la información información de cada oreja y de la posterior comparación comparación de fase y nive nivell entr entre e ambas ambas seña señale les. s. Tenemo enemoss más más desar desarrol rolla lado do el sentido horizontal que el vertical de audición. Efecto Haas: No diferenciamos sonidos separados en el tiempo por menos de 40-50 milisegundos. En este caso el primer sonido que se produce es el que se percibe, y el segundo se oye como
parte de éste. A partir de los 50 ms, ya se procesan como sonidos separados.
Presbiacusia: Presbiacusia: Es la pérdida de audición con la edad. Enfermedades que afectan al Oído y su tratamiento. •
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OTITIS EXTERNA: Es el proceso de inflamación a cargo car go del oído que se localiza en su parte externa (pabellón y conducto)
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Tipos: Condropeericondritis del pabellón: afección de los cartílagos del pabellón y su pericondrio, después de un trauma local o un proceso de infeccioso general de todo el organismo. Misosis del conducto: inflamación provocada por hongos lo q forma una masa blanquecina que reduce la transmisión de los sonidos. Otitis externa purulenta aguda: puede localizarse en un furúnculo o difundida en toda la piel del conducto, con ducto, y se origina por escasa higiene, por microtrauma repelido y propagaciones. Síntomas : Al principio se produce un irritación del oído acompañado de dolor, también puede haber un leve perdida de la audición por causa del pus u otras secreciones del horno externo, también puedo haber fiebre. Tratamiento: puede ser con analgésicos, como aspirina o calor que pueden aliviar el dolor.
TAPÓN DE CERUMEN: Es aque aquell que que se form forma a en el cond conduct ucto o audi auditiv tivo o exte externo rno por el material segregado por las glándulas sebáceos o ceruminosas que se encuentran en la piel de consistencia untuosa semisólida de un color amarillo o marrón y se forma de grasas proteínas y sales minerales. Normalmente la sección de cerumen es eliminada por el condu conduct cto o audi audititivo vo con con la limp limpie ieza za cotid cotidia iana na,, pero pero en algu algunas nas personas la eliminación de cerumen no se lleva a cabo o producen mucho y ahí es cuando se forma el tapón. Tratamiento: su eliminación se realiza introduciendo agua tibia a presión en el conducto auditivo. Pero para prevenir su aparición se debe realizar una limpieza diaria. •
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TUMORES DEL OIDO: Tipos:
Papilomas y fibromas (ubicados (ubicados entre la concha acústica acústica y el meato) Malignos: Epitretoma baso celular, la q primero con una inflamación inodora y con forma de coliflor, los que evolucionan y se transforman en tumores malignos que se extienden rápidamente a las regiones perauriculares. Benignos: exostosis, son tumores benignos de gran tamaño, que pueden obstruir obstruir el el conducto conducto lo que produce sordera de transmisión o complicaciones inflamatorias. Síntomas: aparición de sordera, dolores auriculares y zumbidos. Los muy avanzados producen síntomas neurálgicos, parálisis rinofacial. Tratamiento: intervención quirúrgica y en los que no se puede se trata con radioterapia, en algunos casos graves se necesita extirpación del oído y reconstruirlo nuevamente.
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PRESENCIA DE CUERPOS EXTRAÑOS : Pueden estar en el lóbulo de la oreja; que causan una infección o por que están demasiado unidas, o en el conducto auditivo; que pueden ser objetos que se introducen en los oídos (alimentos, insectos, juguetes, botones, etc.) •
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Síntomas: algunos no producen síntomas, sin embargo, hay otro otross que pued puede e causa ausarr dolo olo de oído oído enro enroje jeci cimi mien ento to o secreciones. Además, pueden obstruir el conducto auditivo y afectar la audición. Tratamiento: Extr Extrac acci ción ón inme inmedi diat ata a del del obje objeto to a cargo cargo del del medi medico co,, los que pued pueden en ser ser por por medi medio o de inser nserci ción ón de inst instru rume ment ntos os en el oído oído,, uso uso de iman imanes es (si (si es de meta metal), l), limpieza limpieza del conducto conducto auditivo con agua, succión por medio de un aparato.
OTOSCLEROSIS: Esta enfermedad es producida por un crecimiento osificación anómala de los huesos que forman la entrada al oído interno, lo cual impide que la base del estribo vibre cuando las ondas sonoras inician sobre el tímpano por el cual se produce una sordera cada vez más fuerte.
Síntomas: suele darse en la época de la pubertad, de forma lenta y progresiva. El síntoma principal es que el paciente comienza a hablar con un volumen mas alto de lo normal para compensar el ruido del ambiente que siente en el interior del
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OTITIS MEDIA: Proc Proces eso o infl inflam amat ator orio io de form forma a cata catarr rral ales es (sin (sin pus) pus) y form forma a purulentas, ambas pueden ser agudas o crónicas. Producidas por procesos oclusivos de la trompa de Eustaquio y de equiparar la presión del aire atmosférico ambos lados del tímpano. La trompa se tapa con tapa con serosidad y con la llegada de gérmenes no piogenos (sin pus). Causas: producida por la extensión de un proceso inflamatorio de la rinofaringe (aguda o crónica) o en tumores y lesiones cicatrizadas. Síntomas: Dolor Disminución de la audición Tratamiento: Aplicaciones de calor local. Instilaciones endoauriculares de glicerina glicenica. Antibióticos (vía general). Operación quirúrgica (después de que cese el pus)
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oído y el paciente tarda bastante tiempo en darse cuenta de su problema con seguridad Tratamiento: es fundamentalmente quirúrgico, se efectúa con el micro microsco scopi pio o auri auricu cula larr. Tras ras la opera operaci ción ón el tímp tímpano ano se recupera normalmente en uno o dos semanas.
ROTURA DEL TIMPANO:
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Causas: Introducción de objetos extraños Golpes o explosiones. Infecciones mal diagnosticadas o mal curadas. Síntomas: Dolor Hemorragia Perdida de audición Acúfenos Tratamiento: Antibióticos, para prevenir o curar infecciones. Analgésicos en caso de dolor. Si el tímpano no se cierra espontáneamente se efectuar un tímpano plastia (injerto que sustituye la zona lesionada.
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ACUFENOS: Es cuan cuando do se prod produc uce e una una seri serie e de zumb zumbid idos os o ruid ruidos os percibidos percibidos en el interior del oído. Estos pueden ser continuos o intermitentes, mono o bilaterales, y de intensidad y tono variables.
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Tipos: Acúfenos falsos: estos se deben a movimientos vasculares (venas), musculares, etc. Que pueden ser percibidos por personas situadas cerca del paciente. Acúfenos verdaderos: se deben a procesos patológicos, que solo son oídos por las personas que los padece. Suelen ser molestos y difíciles de curar. Tratamiento: este se trata en dar término a los zumbidos por medio de fármacos o cirugía.
ENFERMEDAD DE MENIÉRE: Es causada por una distensión imprevista de los canales semicirculares membranosos por el aumento de la endolinfa, determinada por causas todavía desconocidas.
Síntomas: surge surgen n repent repentin inam ament ente e y consi consist ste e en una una sens sensac ació ión n de ruid ruidos os torm tormen ento toso soss con con camp campan anilille leo o acompañada de vértigo nauseas y vómitos. Tratamiento: el curso de la enfermedad no es constante ya que en algunos casos el enfermo cura rápidamente, en otras otras la curac curació ión n pued puede e ser ser larga larga o no se consi consigu guen en resultados positivos. El tratamiento consiste en el reposo abso absolu luto to tant tanto o físi físico co como como ment mental al,, tene tenerr una una buen buena a alimentación y en ultimo caso se recurrirá recurr irá a la cirugía
LABERINTITIS: Inflamación aguda crónica del laberinto puede ser labe laberi rint ntititis is ante anteri rior or (órga (órgano no del oído oído)) o laber laberin intitititiss posterior (órgano del equilibrio)
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Tipos: laberintitis timpanogenos: consecuencia de la otitis media purulenta crónica o otitis aguda grave. Laberintitis meningógenas: se observan infecciones graves generalizadas Tratamiento:
Antibióticos Sulfaminas Intervenciones quirúrgicas en casos especiales. Los de curso crónicos que tienen síntomas atenuados solo pueden ser tratados quirúrgicamente.
LA VOZ HUMANA La voz humana es producida en la laringe, cuya parte esencial, la glotis, constituye el verdadero órgano de fonación humano. El aire procedente de los pulmones, es forzado durante la espiración a través de la glotis, haciendo vibrar los dos pares de cuerdas vocales, que se asem asemej ejan an a dos dos leng lengüe üeta tass dobl dobles es memb membran ranác ácea eas. s. Las Las cavidades de la cabeza, relacionadas con el sistema respiratorio y nasofaríngeo, actúan como resonadores.
Sistema Vocal Humano
El aparato de fonación puede ser controlado conscientemente por quien habla o canta. La variación de la intensidad depende de la fuerza de la espiración. En el hombre las cuerdas vocales son algo más largas y más gruesas que en la mujer y el niño, por lo que prod produc uce e soni sonido doss más más grav graves es.. La exte extens nsió ión n de las las voce vocess es aproximadamente de dos octavas para cada voz.
Clasificación de la voz humana La voz humana se divide en voz femenina y voz masculina. La voz de niño se asimila a la femenina. La voz femenina se divide en grave, media y aguda. Si es aguda se llama de soprano; si es media se llama de mezo soprano y si es grave se llama de alto o contralto. De la voz de soprano se hacen varias clasificaciones, de acuerdo con su volumen y su carácter: cuando es ágil y de poco volumen se le llama ligero; si es medianamente voluminosa, lírico; si tiene gran volumen, dramático; y si puede cantar graduando a voluntad su volumen y no tiene problemas de agilidad, se le llama absoluto. La voz masculina también puede ser grave, media y aguda. Si es grave se llama de bajo, se es media de barítono b arítono y si es aguda de tenor. Si la voz de bajo es muy grave gra ve se le llama profundo; se tiene agudos fáciles, cantante. Si el barítono tiene mucho volumen se llama dramático; si poco, lírico. La voz de tenor, según su volumen, puede ser: s i es poco, ligero; si regular, lírico; si grande, dramático; si excepcional, heroico. Voz Hablada Aunq Aunque ue el tono ono y la inten ntensi sida dad d del habl habla a est están det determi ermina nado doss principalmente por la vibración de las cuerdas vocales, su espectro está fuertemente determinado por las resonancias del tracto vocal. Los picos que aparecen en el espectro sonoro de las vocales, independientemente del tono, se denominan formantes. Aparecen como envolventes que modifican las amplitudes de los armónicos de la fuente sonora. Las vocales se producen como sonidos y cada una tiene su espectro propio: la A y la U tiene fundamental y tercer armónico fuertes, segundo y cuarto débiles; la E y la O, más o menos lo contrario, fundamental y tercer armónico débiles, segundo y cuarto fuertes; la I tiene los primeros armónicos débiles y el quinto y sexto fuertes. Las consonantes se clasifican más bien como ruidos y son de dos clases: silenciosas, en que no intervienen las cuerdas vocales, y habladas en que sí toman parte. La mayoría de las consonantes se originan algo bruscamente, por lo que contienen armónicos transitorios. La inteligibilidad oral se debe a las altas frecuencias. Para que el habla sea comprensible, es indispensable la presencia de armónicos cuya frecuencia se halla entre 500 y 3500 Hz. Por otra parte, la energía de la voz está contenida en su mayor parte en las bajas frecuencias y su
supresión resta potencia a la voz que suena delgada y con poca energía.
Ejemplos y Simulaciones
PROPIEDADES QUE COMPARTEN COMPARTEN LA L A MUSICA Y LA MATEMATICA
La prim primer era a prop propie ieda dad, d, exce excepc pcio iona nal,l, que que tien tienen en en comú común n la Matemática y la Música es que ambas son lenguajes universales. La segunda propiedad, propiedad, es que la teoría física de las ondas juega un papel fundamental en nuestra percepción de la música. Y esta teoría puede ser analizable matemáticamente. La terc tercer era a prop propie ieda dad d nos nos la recu recuer erda da Bert Bertra rand nd Russ Russel elll “…el “…el matemático puro, como el músico, es creador libre de su mundo de belleza ordenada.”
La Música y las Matemáticas Los sonidos musicales son producidos por algunos procesos físicos que tienen tienen un carácter carácter periódico - una cuerda vibrando, el aire en el interior interior de un instrumento de viento, etc. Aun siendo muy diferentes entre ellos, estos procesos pueden ser descritos con un mismo modelo matemático. La característica más fundamental de esos sonidos es su "altura" o frecuencia. Imaginémonos una cuerda que al ser tocada vibra, dando oscilaciones oscilaciones en las proximidades proximidades de su posición posición de reposo o equilibrio. Cuantas más oscilaciones da en un período de tiempo, más alta será la frecuencia del sonido producido, y más aguda o "alta" será la nota musical resultante. La magnitud de la frecuencia se mide en Hertz (Hz), que es simplemente el número de oscilaciones o ciclos por segundo. En la música, las frecuencias absolutas no son tan importantes, como sí lo son las relaciones de frecuencia entre diferentes sonidos, las cuales denominaremos intervalos o distancias. Una melodía puede ser tocada con instrumentos de sonido grave o agudo, o en diferentes "octavas", sin dejar de ser la misma melodía, siempre y cuando las distancias entre las notas sean preservadas. Se pued puede e defi defini nirr un etal etalón ón,, o sea, sea, una una nota nota está estánd ndar ar,, de la cual cual podemos derivar todas las otras notas. La distancia musical que separa alguna nota de la del etalón, la denominaremos escala ( pitch en inglés). El oído oído huma humano no es un "ins "instr trum umen ento to"" muy muy sens sensib ible le,, y en cier cierta tass condiciones es capaz de percibir sonidos en el rango de 20 Hz hasta 20,000 Hz, aunque el diapasón musical es significativamente menor
hasta unos 4,500 Hz. Los sonidos más agudos, aunque son audibles, se escuchan como ruidos, silbatos o timbres brillantes de los sonidos musicales. Dentro de ese diapasón, el oído puede distinguir los sonidos cuyas frecuencias frecuencias difieren en un solo Hertz. Podríamos Podríamos suponer que la música debería contar con unas 4,000 notas
Escala natural El oído humano tiene una "construcción" tal, que los sonidos cuyas frecuencias están en la proporción simple (2/1, 3/2, 4/3 etc), suenan juntos de una manera agradable. Por otro lado, casi todos los procesos físicos que producen sonidos, además de la frecuencia principal (o el tono básico) producen también "armónicas", es decir, las frecuencias que son dos, tres, cuatro -una cantidad entera- veces más altas. El conjunto de las armónicas constituye el timbre que es único para cada instrumento musical. Escogeremos Escogeremos como base la frecuencia de 55 Hertz (esta frecuencia frecuencia es absolutamente arbitraria, la única razón es que nos lleve a la frecuencia 440 440 Hert Hertzz que que es un etal etalón ón musi musica call cont contem empo porá ráne neo) o) y vamo vamoss a multiplicarla por 2, 3, 4, etc. Obtendremos la siguiente serie: 55; 110, 165; 220, 275, 330, 385; 440, 495, 550, 605, 660, 715, 770, 825; 880 Escala pentatónica Los músicos antiguos, que no tenían el concepto de escala natural, intu intuititiva ivame ment nte e ajus ajusta taba ban n (afin (afinab aban an)) las las cuerd cuerdas as (o en el caso caso de instrumentos de viento, adecuaban su longitud y grosor, distancia entre agujeros, etc.) de manera que produzcan un sonido lo más agradable posible para el oído humano. Dentro de una octava, la combinación de sonidos más pura es la quinta, es decir, el intervalo musical entre dos notas cuyas frecuencias se relacionan como 3:2. (En nuestro ejemplo, estas notas son A y E.) Al escoger como la base la nota A4, iremos dos quintas arriba y abajo, tenemos la siguiente serie de 5 sonidos: 195.5556, 293.3333, 440, 660, 990 Escala diatónica Ya sabemos que dos notas de una quinta producen juntas un sonido muy agrad agradab able le.. Dent Dentro ro de la quin quinta ta,, se encu encuent entra ra un soni sonido do más más formando un triplete en que las frecuencias se relacionan como 4:5:6. Este Este trip triple lete te se llam llama a armonía. La esca escala la natu natura rall tien tiene e una una sola sola combinación armónica, las notas A-C-E. Al descubrir la armonía, los músicos músicos antiguos antiguos empezaron a afinar sus instrumentos instrumentos de manera que toda la escala musical fue compuesta de armonías continuas, como esta:
352 4:5 440 5:6 528 4:5 660 5:6 792 4:5 990 5:6 1188 F4 A4 C5 E5 G5 B5 D6
Vamos a construir una octava y calcular distancias entre las notas vecinas: 264 297 330 352 396 440 495 528 8:9 9:10 15:16 8:9 9:10 8:9 15:16 C4 D4 E4 F4 G4 A4 B4 C5 do re mi fa sol la si do
Escala cromática Al descubrir las tonalidades, los músicos antiguos quisieron tener la posi posibi bililida dad d de pasar pasar libre libreme ment nte e entr entre e ella ellas. s. Evide Evident ntem ement ente, e, para para hacerlo, se necesita construir escalas mayores y menores comenzando con cada una de las siete notas que tenemos. Los resultados de esos cálculos están presentados en la siguiente tabla: A
275. 275.00 00 293 293.33 .33
Am 264. 264.00 00
297 297.00 .00
B
278. 278.44 44
Bm
278. 278.44 44 297 297.00 .00
C
264.00
309. 309.38 38 330.0 30.00 0
E
297.00 275. 275.00 00
330.00
F
293. 293.33 33
330. 330.00 00 352.00
G
264. 264.00 00
Gm 267. 267.30 30 C
297. 297.00 00
330. 330.00 00
297. 297.00 00 316. 316.80 80 D
440.0 40.00 0
495. 495.00 00
396 396.00 .00 422. 422.40 40
E
475. 475.20 20 445. 445.50 50
400. 400.95 95
412. 412.50 50 440. 440.00 00
495. 495.00 00
445. 445.50 50
495. 495.00 00
396. 396.00 00
440. 440.00 00 469. 469.33 33
396. 396.00 00 422. 422.40 40 371. 371.25 25 396.00
495. 495.00 00
445. 445.50 50 475. 475.20 20
371. 371.25 25 396. 396.00 00
352.00
464. 464.06 06 495.00
396 396.00 .00
371. 371.25 25
297. 297.00 00
316. 316.80 80
412. 412.50 50
495.00
334. 334.13 13 356. 356.40 40 309.3 309.38 8 330.00
Fm 264. 264.00 00 281. 281.60 60
495.00
371. 371.25 25 396. 396.00 00
Em 264. 264.00 00 264. 264.00 00
440.00
445.5 45.50 0
356. 356.40 40 334. 334.13 13
495.00
371. 371.25 25 396 396.00 .00
330.0 30.00 0 352. 352.00 00
278.44 297.00
412. 412.50 50 440.00 396 396.00 .00
371. 371.25 25
334.1 34.13 3
297 297.00 .00 316. 316.80 80
Dm 267.30
366. 366.67 67
330.0 30.00 0 352. 352.00 00
297 297.00 .00
Cm 264.00 D
330.0 30.00 0
475. 475.20 20 445.5 445.50 0
356. 356.40 40
396.00
445.5 445.50 0 475. 475.20 20
F
G
A
495. 495.00 00
B
Esta tabla tiene 25 sonidos diferentes, ¡18 nuevos! Y no es todo, porque cada uno de esos nuevos sonidos puede engendrar su propia escala, tanto mayor como menor - ¡la octava al final va a tener cerca de 100
notas! Sería sumamente difícil tocar un instrumento de tantas teclas. Los griegos antiguos hicieron un compromiso: introducir notas "extra" sólo donde el intervalo entre las notas vecinas sea un tono entero (C-D, D-E, F-G, G-A, A-B), de manera que la distancia mínima mínima dentro de una octava sea igual a un semitono. Como resultado de esto, las notas adicionales obtenidas ocupan las posiciones donde se encuentran las teclas negras del piano.
INSTRUMENTOS MUSICALES DE VIENTO Y PERCUSION Instrumentos Musicales de Viento Los instrumentos de viento son aquellos que contienen un volumen gaseoso capaz de producir sonido al ser convenientemente excitado. El cuerpo sonoro es el volumen gaseoso y no el recipiente que lo contiene; el recipiente tiene la importante importante función de definir definir la forma del volumen gase gaseoso oso pero pero fuera fuera de esto esto infl influye uye relat relativa ivame ment nte e poco poco sobre sobre los los fenómenos sonoros.
La vibración de las columnas de aire contenidas en los tubos sonoros es debida a la formación de una onda estacionaria estacionaria.. Por tanto, las
colu column mnas as pose poseen en nodo nodoss (vib (vibrac ració ión n nula nula)) y vient vientres res (amp (amplilitu tud d de vibración máxima), equidistantes de los anteriores. La distancia entre dos nodos o dos vientres consecutivos es siempre de media longitud de onda. En los extremos cerrados siempre se producen nodos y en los extrem extremos os abiert abiertos os genera generalme lmente nte se producen producen vientr vientres. es. El punto punto de excitación no puede ser un nodo, pero no necesita ser un vientre, pudi pudien endo do esta estarr en un punt punto o inte interm rmedi edio. o. No es nece necesa sari rio o que que las las aberturas aberturas de un tubo coincidan con los extremos, extremos, pudiendo éstos estar cerrados y haber una o más aberturas en otras partes del tubo. Las variaciones de temperatura influyen sobre la frecuencia de los sonidos que emite un tubo sonoro: cuando aumenta la temperatura, aumenta la velocidad del sonido y por lo tanto la frecuencia de los sonidos que éste emite. Por otra parte, el aumento de temperatura afecta también a las dimensiones del tubo; al aumentar su longitud el soni sonido do será será más más grave grave,, comp compen ensán sándo dose se en part parte e el efect efecto o de la temperatura sobre la velocidad del sonido.
Instrumentos Musicales de Percusión Los Los inst instrum rumen ento toss de percu percusi sión ón son aquel aquello loss que que produ produce cen n soni sonido do cuando son excitados por percusión directa o indirecta; los instrumentos de cuerda percutida que pertenecen en realidad a esta categoría, no se estu estudi dian an dent dentro ro de ella ella,, pues pues sus sus carac caracte terí ríst stic icas as y posi posibi bililida dades des musicales son muy diferentes. La percusión se efectúa de maneras muy diversas mediante varillas metálicas, mediante baquetas, golpeando un cuerpo sonoro contra otro, indirectamente mediante un teclado, etc. En líne líneas as gener general ales es,, puede puede deci decirs rse e que que la func funció ión n musi musica call de los los instrumentos de percusión es rítmica.
Las varillas son cuerpos rígidos cuya longitud es notablemente mayor que que las las dime dimens nsio ione ness rest restan ante tes. s. Pued Pueden en vibr vibrar ar con con vibr vibrac acio ione ness longitudinales, transversales o de torsión. Las varillas se clasifican en simétricas, cuando poseen un punto de apoyo único situado en su centro o puntos equidistantes de éste y asim asimét étri rica cas, s, cuan cuando do está están n apoy apoyad adas as sobr sobre e punt puntos os disp dispue uest stos os asimétricamente o fijas en un punto único distinto del centro. Para Para prov provoc ocar ar vibr vibrac acio ione ness long longititud udin inal ales es,, la vari varilllla a se frot frotar ará á fuer fuerte teme ment nte e en sent sentid ido o long longititud udin inal al.. Cuan Cuando do las las vari varillllas as vibr vibran an longit longitudi udinal nalmen mente, te, se comport comportan an como tubos tubos sonoros, sonoros, abierto abiertoss las simétricas y cerrados las asimétricas.
El estudio de las vibraciones transversales de una varilla es algo más complicado. Cuando una varilla es flexionada, sus partes externa e interna experimentan tensiones contrarias, de compresión en un caso y de tracción en el otro. Entre ellas existe un eje neutral, cuya longitud permanece invariante.
Las placas y membranas son cuerpos de superficie grande con relación a su espes espesor; or; exci excita tadas das por por percu percusi sión ón o fric fricci ción ón emit emiten en soni sonido doss caracterizados por un complejo grande de parciales discordantes. Las placas, debido a su rigidez, sólo necesitan un punto de apoyo, mientras que las membranas necesitan tensión previa prev ia para vibrar. El físico alemán alemán Florencio Florencio Chladni realizó profundos profundos estudios sobre las vibraciones de las placas y membranas y descubrió que en estos
cuerpos no existen nodos y vientres propiamente dichos, sino líneas de puntos donde la vibración vibración es nula o pequeña, llamadas llamadas líneas nodales, y zonas zonas dema demarca rcada dass por por estas estas línea líneass dond donde e la vibra vibraci ción ón alcan alcanza za valores máximos llamadas zonas ventrales.
TIPOS DE MICROFONO El micrófono es un transductor electroacústico. electroacústico. Su función es la de transformar (traducir) las vibraciones debidas a la presión presión acústica acústica ejer ejerci cida da sobr sobre e su cáps cápsul ula a por por las las ondas ondas sonoras sonoras en energía eléctrica. eléctrica.
Clasificación de los micrófonos Los micrófonos se pueden dividir según varias clasificaciones: •
según su directividad.
•
según el transductor
•
según su utilidad.
Según la directividad Como se mencionó en las características hay 6 tipos de micros: • • • • • •
Micrófono omnidireccional Micrófono de zona de presión Micrófono bidireccional Micrófono de gradiente de presión Micrófono unidireccional de interferencia, interferencia, línea, rifle, cañón. Micrófono parabólico
Micrófono Micrófono omnidirecc omnidireccional ional tienen tienen un diagrama diagrama polar de 360º 360º (la (la circunferencia completa). Los micros micros omnidi omnidirecc reccion ionale aless tienen tienen una respuesta de sensibilidad constante, lo que significa que capta todos los sonidos independientemente de la dirección desde donde lleguen. Su principal inconveniente inconveniente es que, al captarlo captarlo todo, captan tanto lo que queremos como lo que no: ruido del entorno, reflexiones acústicas, acústicas, etc. Micrófono de zona de presión (MZP - Presure Zone Microphone) captan el sonido proveniente de todas las direcciones, por lo que son omnidireccionales (con diagram diagrama a polar polar circu circula lar). r). Esto Esto supon supone e un inco inconv nven enie ient nte, e, dado dado que que no es acon aconse seja jabl ble e su uso uso cuan cuando do hay hay altavoces cerca, pues acopla. El micrófono de zona de presión consta de dos partes: la cápsula microfónica propiamente dicha y reflector paraboloide de unos 15 cm. de diámetro. La cápsula microfónica está separada 2 o 3 milímetros del
plat plato. o. La cápsu cápsula la es una una cavi cavida dad d rígi rígida da (cerr (cerrad ada) a) con con una una únic única a abertura en su parte superior, que es por donde llegaran las ondas sonoras. sonoras.
Micrófono de bidireccional tiene un diagrama polar en polar en forma de 8, lo que significa que captan tanto el sonido que les llega por su parte frontal, como por su parte posterior. Sin embargo, son mudos al sonido que les llega por los laterales. Un inconveniente inconveniente del diagrama polar polar en forma de ocho es que hay que tener tener cuida cuidado do con con las las cance cancela laci cione oness que pued puedan an produ produci cirs rse e por por contrafases. contrafases. De ocurrir esto, se puede corregir reorientando el micro. Esta respuesta polar o polarizada, comienza a perder eficiencia por encima de los 10 Khz. Donde, ofrecen mayor sensibilidad a los sonidos procedentes del eje horizontal que del eje vertical. Esto se produce porque los agudos que llegan por encima del micrófono sufren una cancelación parcial, debido a que las fases se interfieren. El ángulo preferente de los micros bidireccionales se sitúa en torno a los 100º. Micrófono Micrófono de gradiente gradiente de presión presión es llamado también de velocidad velocidad de presión, la membrana esta libre y se mueve hacia adelante o hacia atrás, en función de la presión sonora incidente. Los micros de gradiente de presión captan tanto el sonido que reciben por su parte frontal, como el que reciben por su parte posterior; por lo que son bidireccionales (Con diagrama polar en polar en forma de 8). El sonido resultante es fruto de la diferencia de presión que hay entre los dos lados. Hay un momento, en que si la presión se iguala, el sonido se anula. Es un punto muerto de sonido, donde no se capta El inconveniente de los micros de gradiente de presión es que colorea los graves. graves. Se produce lo que se conoce como efecto proximidad o efecto pop que consiste en que las bajas frecuencias se refuerzan cuando la fuente está próxima. Esto se puede p uede anular mediante un filtro. filtro. Micrófonos unidireccionales son aquellos micrófonos muy sensibles a una única dirección y relativamente sordos a las restantes. Su principal inconveniente es que no dan una respuesta constante: son más direccionales si se trata de frecuencias altas (agudos ( agudos)) que si son de bajas (graves (graves), ), ya que la direccionalidad del sonido, como de todo tipo de ondas (ya sean mecánicas o electromagnéticas), depende de su frecuencia. Su principal ventaja es que permite una captación localizada del sonido. Normalmente, se utilizan acoplados a jirafas a jirafas de sonido Dentro de los micrófonos direccionales se haya diferentes tipos:
Micróf Micrófono ono cardio cardioide idess: Muy sensibles a los sonidos provenientes por el frente y muy poco sensibles a los que le llegan por detrás. Micrófono hipercardioide: Lóbulo frontal más prominente que el cardioide o el supercardioide, pero recoge más sonido por su parte posterior que el cardioide y el supercardioide Micrófono supercardioide: Lóbulo frontal más prominente que el card cardiioide oide,, pero ero meno menoss que que el hipe hiperc rcar ardi dioi oide de.. May Mayor sens sensib ibililid idad ad post posteri erior or que que el cardi cardioi oide, de, pero pero meno menorr que que el hipercardioide. Existen determinados diseños que acentúan la direccionalidad de los micros con este tipo de cápsulas. Por ejemplo, aprovechar un reflector parabol paraboloid oide e para para concent concentrar rar las ondas sonoras hacia un micrófono (micróf micrófono ono paraból parabólico ico). ). Tambi ambién én apro aprove vech char ar las las canc cancel elac acio ione ness o refo reforza rzami mient ento o de las las fases com como suce sucede de en los micróf micrófono onoss de interferencia. interferencia. •
•
•
Micrófono Micrófono parabólico parabólico El refl reflect ector or parab parabol oloi oide de del del micro micro tiene tiene un diámetro de entre 0,5 y 1 metro y es en su foco donde se coloca un micróf micrófono ono direcc direccion ional al (gen (genera eralm lmen ente te,, un cardioide de gran sensibilidad). El sonido llega a la cápsula microfónica tras reflejarse en la parábola. EL mayor inconveniente de los reflectores paraboloides es que, a pesar de su gran sensibilidad, resultan ineficaces ante frecuencias inferiores a 300 Hz. Estos micros generan ganancias de entrono a 15 dB, pero la curv curva a de resp respue uest sta a cae cae en los los graves, graves, porq porque ue,, a dife difere renc ncia ia del del micrófono de interferencia, interferencia, en lugar de rechazar el sonido que no está en el eje principal; principal; lo que hace es concentrar las ondas sonoras, sonoras, por lo que colorean el sonido resultante. Los micros parabólicos presentan la mayor direcionada, estando su ángulo preferente entre los 10º a 40º. Los micrófonos parabólicos no son una elección muy común, pero resulta resultan n muy útiles útiles para para captar captar sonido sonidoss a larga larga distan distancia cia.. Grande Grandess eventos deportivos, documentales, espionaje...etc. Según su transducción acústico-mecánica Nos encontramos ante 3 grupos:
1. Micrófono de expresión. expresión. leteroloscopio . 2. Micrófono de gradiente de leteroloscopio.
velocidad. 3. Micrófono de gradiente de velocidad.
También existen e xisten combinados.
Según su transducción mecánico-eléctrica Los 6 tipos de micrófonos más importantes son:
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Micrófono electrostático: electrostático: de condensador , electret, etc. Micrófono Micró fono dinámico dinámi co: de bobina y de cinta. cinta. Micrófono piezoeléctrico. piezoeléctrico. Micrófono Micró fono magnetoes mag netoestrictiv trictivo o. Micrófono magnético. magnético. Micrófono de carbón. carbón.
Micrófono electrostático las ondas sonoras provocan el movimiento oscilatorio del diafragma. A su vez, este movimiento del diafragma provoca una variación en la energía almacenada en el condensador que forma el núcleo de la cápsula microfónica y, esta variación en la carga carga almac almacen enad ada, a, (electrones que entr entran an o sale salen) n) gene genera ra una una tensión eléctrica que es la señal que es enviada a la salida del sistema. La señal eléctrica de salida es (o debería ser) análoga en cuanto a forma (amplitud (amplitud y frecuencia a la onda sonora que la generó. Son micros electrostáticos: • • •
Micrófono de condensador. Micrófono electret. electret. Micrófono de condensador de radiofrecuencia. radiofrecuencia .
Micrófono Dinámico también llamado micrófono de bobina móvil consta de un diafragma rígido suspendido frente a un imán permanente potente, que cuenta con una hendidura en la que va acoplada una bobina móvil solidaria. Cuando las ondas sonoras excitan el diafragma (de 20-30 mm de diámetro), la bobina solidaria se mueve a su vez (hacia delante y hacia atrás) dentro de la ranura del imán, con lo que se genera un campo magnético cuyas fluctuaciones se transformarán en corriente alterna. alterna. Hay dos tipos de micro:
•
•
Los que tienen suficiente hilo fino arrollado a la bobina como para entregar un nivel suficiente de corriente a la salida. Otros con menos espiras que requieren una preamplificación. En este caso, el preamplificador preamplificador está está alojado en el propio cuerpo del micrófono.
vibrar el el diafragma Micrófono Piezoeléctrico las ondas sonoras hacen vibrar y, el movimiento de éste, hace que se mueva el material contenido en su interior (cuarzo (cuarzo,, sales de Rochélle, Rochélle, carbón carbón,, etc). La fricción entre las partículas del material genera sobre la superficie del mismo una tensión eléctrica.. eléctrica La señal eléctrica de salida es (o debería ser) análoga en cuanto a forma (amplitud (amplitud y frecuencia a la onda sonora que la generó). La respuesta en frecuencia de los micrófonos piezoeléctricos es muy irre irregul gular ar,, por por lo que que su uso uso en ámbi ámbito toss de audi audio o profe profesi sion onal al está está desaconsejada. Son micrófonos piezoeléctricos: • • •
El micrófono de carbón El micrófono de cristal El micrófono de cerámica
Micrófono de carbón fue inventado por David Edward Hughes en 1878. Se trata de un micrófono de zona de presión donde el carbón (antracita o grafito) grafito) al que se refiere el nombre, está en su interior en un compartimient compartimiento o cerrado cubierto por la membrana. membrana. Estas partículas partículas de carbón actúan como una especie de resistencia. resistencia. Al llegarle una onda sonora a la placa, ésta empuja a las partículas de carbón que se desordenan provocando una variación de resistencia y por tanto una variación de la corriente que lo atraviesa reflejo de la presión de la onda sonora incidente. Este tipo de micrófono ha sido y son muy utilizados en telefonía, porque su respuesta en frecuencia, frecuencia, entre 200 y 3.000 Hz, Hz, es ideal para captar la voz humana. No obstante, quitando las aplicaciones en telefonía y áreas relacionadas (porteros automáticos, etc), son unos micros muy poco poco util utiliz izado ado porq porque ue gener generan an bast bastan ante te ruido ruido y su respu respues esta ta en frec frecue uenci ncia a es irre irregul gular ar.. No son, son, en abso absolu luto to,, reco recome menda ndabl bles es para para radiodifusión. radiodifusión. Las ventajas que tiene el micrófono de carbón: gran sensibilidad, sensibilidad, baja impedancia y precio (son muy baratos).
Según su utilidad Existen seis tipos de micrófonos según utilidad: Micróf ófono ono de mano mano o de ba bastó stón n: Diseña Diseñado do para utiliz utilizarse arse 1. Micr sujeto con la mano. Está diseñado de forma que amortigua los golpes y ruidos de manipulación. Micróf ófono ono de estu estudi dio o: No poseen pro protecci cción con contra la 2. Micr manipulación, pero se sitúan en una posición fija y se protegen mediante gomas contra las vibraciones.
3. Micrófono de contacto: Toman el sonido al estar en contacto físico con el instrumento. Se utiliza también para disparar un sonido de un módulo o sampler a través de un MIDI trigger . olapa a o Lava Lavalilier er.. Micr Micróf ófon ono o en 4. Micróf Micrófono ono de corbata corbata, de solap miniatura miniatura que poseen filtros filtros para evitar las altas frecuencias que produce el roce del dispositivo con la ropa.
Micrófono ono inalám inalám brico brico: La particularidad de este dispositivo es 5. Micróf la posibilidad de utilizarlo sin cable. Pueden ser de solapa o de bastón (de mano). No necesitan el cable al poseer un transmisor de FM (más habitual que uno de AM).
6. Micróf Micrófono ono mega mega direcc direccion ionaal: Micr Micróf ófon ono o con con una una zona zona de grabación de 50cm. Sirve para grabar a una sola persona o fuente desde distancias mayores.
PREGUNTAS PROBLEMATICAS 1. ¿Por ¿Por qué y cómo cómo eess que pode podemos mos escu escuchar char? ? El oído externo recoge los sonidos. El sonido viaja en ondas invisibles a través del aire y el oído externo los recoge. Después de entrar, el sonido viaja hasta el conducto auditivo externo antes de llegar al oído medio. La función del oído medio es recoger las ondas de sonido que recibe del oído externo, convertirlas en vibraciones y llevarlas hasta el oído interno. Esto lo hace usando el tímpano (que en realidad separa el oído oído exte extern rno o del del oído oído medi medio) o) y los los tres tres hues huesos os más más pequ pequeñ eños os y delicados del cuerpo llamados osículos, cuando las ondas de sonido llegan hasta el conducto auditivo externo y al tímpano, éste empieza a vibrar. Las vibraciones pasan por los tres pequeños huesos -el martillo, el yunque y el estribo. Estos tres huesos transfieren estas vibraciones a la parte más profunda del oído: el oído o ído interno. Después de que las ondas sonoras se conviertan en vibraciones en el oído medio, entran en el oído interno. Las vibraciones llegan a la cócl cóclea ea,, un cond conduc ucto to pequ pequeñ eño o y enro enrosc scad ado o en el oído oído inte intern rno. o. Cuando las vibraciones del sonido tocan el líquido de la cóclea, el líquido empieza a vibrar. Y cuando lo hace, esos pelitos se mueven. Los pelitos convierten entonces las vibraciones en señales nerviosas para que el cerebro pueda comprender el sonido. Una vez que las señales nerviosas llegan al cerebro, éste puede interpretarlas. El cerebro no podría reconocer los sonidos sin toda la ayuda que recibe de las distintas partes del oído. 2. ¿Qué ¿Qué diferen diferencia cia hay entr entree ruido ruido y sonido? sonido? El primero es un sonido inarticulado inarticulado y confuso, cuyo volumen volumen excesivo excesivo resulta perjudicial para la compresión de un mensaje, y puede serlo tamb tambié ién n para para la salu salud. d. En gene genera rall un soni sonido do ambi ambien enta tall perm permitite e comprender las conversaciones en tono moderado; mientras que el ruido excesivo obliga a llevar el tono de la voz para hacerse entender. Cuando usted está en un ambiente muy ruidoso, necesita algún tipo de protecci protección ón auditi auditiva. va. Si decide decide no emplea emplearla rla,, su capaci capacidad dad auditi auditiva va disminuirá paulatina y constantemente, sin dolor, y sin que usted se de cuenta de ello.
3. ¿Qué hace que algunos sitios tengan condiciones acústicas
adecuadas y otros no? El objetivo del acondicionamiento acústico de un local es conseguir un grado de difusión acústica uniforme en todos los puntos del mismo. Con ello ello se pret pretend ende e mejo mejorar rar las las cond condic icio ione ness acús acústiticas cas de sonor sonorid idad ad aumentando el confort acústico interno del local. Fue emprendido por primera vez, por el profesor W. C. Sabine en 1895 y su aportación puede resumirse en: Las propiedades acústicas de un local están determinadas por la proporción de energía sonora absorbida por paredes, techos, suelos y objetos. La proporción de sonido absorbido está ligado al tiempo que un sonido emitido en el local desaparezca después de suprimir el foco sonoro. •
•
La acústica de un local depende de los siguientes factores: tiempo de reverberación reverberación adecuado al uso y tamaño de la sala, balance adecuado entre entre sonido sonido direct directo o y reverber reverberant ante, e, intimi intimidad dad y buena buena difusi difusión ón del sonido en la sala para obtener un sonido uniforme. Una buena acústica necesita de un balance adecuado entre el sonido directo y el campo sonoro reverberante. Puesto que la intensidad del sonido directo decrece con el cuadrado de la distancia a la fuente, es imposible tener una relación constante a través de todo el recinto.
4. ¿Por qué qué se utiliza utiliza el el ultrasonid ultrasonido o para hacer exámene exámeness médicos médicos de diagnostico o ecografías? Por que el ultrasonido produce imágenes con una calidad realmente impresionante y en color, lo que permite una mejor visualización del organismo. 5. ¿Cómo ¿Cómo se se comuni comunican can las las hormi hormigas gas? ? La comunicación entre las hormigas se produce principalmente a través de feromonas. feromonas. Debido a que la mayoría de los tipos de hormigas están todo el tiempo en contacto con el suelo, estos mensajes químicos están más desarrollados en ellas. De este modo, por ejemplo, cuando una hormiga recolectora encuentra una fuente de alimento, deja un rastro quím químic ico o en el suel suelo o en su cami camino no de vuel vuelta ta a casa casa.. Cuan Cuando do se encuentra con otras hormigas, les comunica el hallazgo regurgitando parte del alimento y las invita a seguir el rastro mediante señales táctil táctiles. es. Cuando Cuando éstas éstas vuelven vuelven tambié también n al hormiguero, hormiguero, refuerzan el rastro, atrayendo así a más hormigas, hasta que la comida se termina, de forma que a partir de ese momento el rastro no es reforzado y se disipa lentamente
6. ¿Por ¿Por qué los los perro perross tienen tienen tan tan buen buen oído? oído? El oído es el segundo sentido más desarrollado del perro. Posee unos pabellones pabellones auditivos auditivos muy grandes y una gran capacidad capacidad de orientación orientación para para busc buscar ar el orig origen en del del soni sonido do.. Grac Gracia iass a esto esto obti obtien enen en una una percepción muy elevada de los sonidos, siendo capaces de distinguir incluso sonidos muy leves y lejanos con facilidad. El oído oído del del perr perro o es más más sens sensib ible le a soni sonido doss de alta alta frec frecue uenc ncia ia,, pudiendo percibir sonidos de hasta 60.000 Herzios frente a los 20.000 Hz que podemos nosotros. Además, son capaces de discriminar con bastante exactitud la procedencia de dos sonidos, con un mínimo de separación de 4-8º. 7. ¿Cómo ¿Cómo se se comuni comunican can los los delfi delfines? nes? La comunicación entre los delfines se basa en la ecolocalización. El térm términ ino o de ecol ecoloc ocal aliz izac ació ión n se refi refier ere e a una una capa capaci cida dad d que que los los odontocetes (y algunos otros mamíferos marinos y la mayoría de los murciélagos) murciélagos) poseen que les permite localizar y discriminar discriminar objetos por las ondas acústicas de alta frecuencia de proyección y escuchar ecos. Las ondas acústicas viajan a través del agua a una velocidad de cerca de 1.5 km/sec, lo cual es 4.5 veces más rápido que el sonido que viaja a través del aire. Estas ondas acústicas rebotan en los objetos en el agua y regresan al delfín en forma de eco. El cerebro recibe las ondas acús acústitica cass en form forma a de impu impuls lsos os nerv nervio ioso soss que que retr retran ansm smititen en los los mensajes mensajes del sonido y permiten permiten al delfín delfín interpretar interpretar los significado significadoss del soni sonido do.. Debi Debido do a este este comp comple lejo jo sist sistem ema a de ecol ecoloc ocal aliz izac ació ión, n, los los odontocetes pueden determinar el tamaño, forma, velocidad, distancia, dirección, e incluso un poco de la estructura interna de los objetos en el agua. Los delfines nariz de botella pueden aprender y posteriormente reconocer las firmas del eco regresadas por las presas de sus especies preferidas. 8. ¿Cómo hacen los murcié murciélagos lagos para no estrella estrellarse? rse? Contrariamente a las creencias populares, no se los considera ciegos, ciegos, ya que muchos además de su sistema de sonar , emplean la vista para diferentes diferentes actividades. actividades. A diferencia de los micromurciéla micromurciélagos gos (suborden (suborden Microchiroptera), Microchiroptera), los los mega megamu murci rciél élag agos os (subo (suborde rden n Megachiroptera) Megachiroptera) emplean la visión para orientarse y localizar a sus presas (un único género ha desarrollado un mecanismo de ecolocación que utiliza sólo cuando vuela en total oscuridad). Los ojos de los megamurciélagos están más desarrollados que los de los micr microm omur urci ciél élag agos os y, en gener eneral al,, ning ningún ún murc murciiélag élago o está está comple completam tament ente e ciego; ciego; inclus incluso o los micromu micromurci rciéla élagos gos pueden pueden utiliz utilizar ar como señales durante el vuelo objetos muy visibles del terreno para regresar a su refugio.
Todos odos los micromu micromurci rciéla élagos, gos, al igual igual que los cetáceos, cetáceos, poseen un mecanismo de sonar que sonar que les permite percibir su entorno y en el caso de las especies insectívoras, insectívoras, también les permite localizar a sus presas sin necesid sidad de usar el sentido de la vis vista o del olfato: es la ecolocalización. ecolocalización. Ésta Ésta cons consis iste te en la emis emisió ión n de soni sonido doss de alt alta frecuencia (ultrasonidos), que después de chocar con los objetos, se reflejan a modo de eco y son captados por las orejas del murciélago. Al igua iguall que que el sonar sonar,, este este sist sistem ema a los los capac capacitita a para para cono conocer cer la posición, la distancia relativa e incluso el tipo de objetos que hay a su alrededor. De esta manera el murciélago puede volar en total oscuridad, y podría afirmarse que es capaz de ver acústicamente. Las señales emitidas tienen una frecuencia y una modulación características en cada especie. Los pulsos de sonido son generados en la laringe del animal y, según la especie, son emitidos por la boca o por los orificios nasales.
9. ¿Qué es eso eso d del el AM y FM? FM? ¿Cómo ¿Cómo funciona funciona la la radio? radio? Amplitud modulada (AM) o modulación de amplitud es un tipo de modulación no lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir. La modulación de amplitud es equivalente a la modulación en doble banda lateral con reinserción de portadora portadora..
Aplicaciones tecnológicas de la AM Una gran ventaja de AM es que su desmodulación es muy simple y, por consiguiente, los receptores son sencillos y baratos; un ejemplo de esto es la radio a galena. galena. En contrapartida, otras modulaciones como la modulación modulación por Banda por Banda lateral única o la Doble Banda Lateral son más efic eficie ient ntes es en anch ancho o de band banda a o pote potenc ncia ia pero pero los los rece recept ptor ores es y transmisores son más caros y difíciles de construir. La AM es usada en la radiofonía, radiofonía, en las ondas medias, ondas cortas, cortas, e incluso en la VHF: es utilizada en las comunicaciones radiales entre los aviones y las torres de control de los aeropuertos. Frecuencia Modulada En telecomunicaciones, telecomunicaciones, la frecuencia modulada (FM) ó la modulación de frecuencia transmite información a través de una onda portadora variando su frecuencia (contrastando está con la amplitud modulada o
modulación de amplitud (AM), en donde la amplitud de la onda es vari variad ada a mien mientr tras as que que su frec frecue uenc ncia ia se mant mantie iene ne cons consta tant nte) e).. En aplicaciones analógicas, analógicas, la frec frecue uenc ncia ia inst instan antá táne nea a de la onda onda es directamente proporcional al valor instantáneo de la señal de entrada. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecu frecuen enci cia a entr entre e un conj conjun unto to de valo valores res disc discret retos os,, una una técn técnic ica a conocida como modulación por desplazamiento de frecuencia. frecuencia. La frecuencia modulada modulada es usada comúnmente comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla (véase Radio FM). FM). El sonido de la televisión analógica tamb tambié ién n es difu difund ndid ido o por por medi medio o de FM. FM. Un form formul ular ario io de banda estrecha se utiliza utiliza para comunicaciones comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuracion configuraciones es de aficionados. aficionados. El tipo usado en la radiodifusión radiodifusión FM es generalmente llamado amplia-FM o W-FM (de las siglas en inglés "Wide-FM"). En la radio de dos vías, la banda estrecha ó N-FM (de las siglas en inglés "Narrow-FM") es utilizada para ahorrar banda estrecha. Además, se utilizar para enviar señales al espacio. La frec frecue uenc ncia ia modu modula lada da tamb tambié ién n se util utiliz iza a en las las frec frecue uenc ncia iass inte interm rmed edia iass de la mayo mayorí ría a de los los sist sistem emas as de vídeo vídeo analóg analógico ico,, incluyendo VHS, VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de video. La frecuencia modulada es el único método factible para la grabación de video y para recuperar de la cinta magnética sin la distorsión extrema, como las señales de vídeo con una gran variedad de comp compon onent entes es de frec frecue uenci ncia a - de unos unos poco pocoss hercios a vario varioss megahercios, megahercios, sien siendo do tamb tambié ién n dema demasi siad ado o ampl amplia ia para para traba trabaja jarr con equalisers con la deuda al ruido electrónico debajo de -60 dB. dB. La FM también mantiene la cinta en el nivel de saturación, y, por tanto, actúa como una forma de reducción reducción de ruido del audio, audio, y un simple corrector puede enmascarar variaciones en la salida de la reproducción, y que la captura del efecto de FM elimina a través de impresión y pre-eco. pre-eco. Un piloto de tono continuo, si se añade a la señal - que se hizo en V2000 y muchos formatos de alta banda - puede mantener mantener el temblor temblor mecánico mecánico bajo control y ayudar al tiempo de corrección. corrección. La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias frecuencias de audio para sintetizar sonido. Está técnica, conocida como síntesis FM, FM, fue popularizada a principios de los sintetizadores digitales y se convirtió en una característica estándar para varias generaciones de tarjetas de sonido de computadoras personales. personales.
Cómo funciona la radio Simplificando al máximo, podemos decir que, básicamente, un receptor de radio consiste en un circuito eléctrico, diseñado de tal forma que permite filtrar o separar una corriente pequeñísima, que se genera en la antena, por efecto de las ondas electromagnéticas (el fenómeno se llama inducción electromagnética) electromagnética) que llegan por el aire normalmente
(aun (aunqu que e viaj viajan an por por cual cualqu quie ierr medi medio, o, incl inclus usiv ive e el vací vacío) o) y lueg luego o amplif amplifica icarla rla select selectiva ivamen mente, te, miles miles de veces, veces, para enviar enviarla la hacia hacia un elemento con un electroimán, que es el altavoz ó parlante, parlante, donde se transforma la información eléctrica en sonido. sonido. En este este circuito hay un conde condens nsado adorr varia variabl ble, e, que que en las las radi radios os antiguas iba adosado a un botón de mando ó perilla, de modo que al girarla girarla se varía la capacidad capacidad del condensador condensador.. El efecto de la variación variación de la capacidad del condensador en el circuito es filtrar corrientes de distinta frecuencia, y por lo tanto, escuchar lo transmitido por distintas radioemisoras. El rece recept ptor or de radi radio o más más sim simple ple que que pode podemo moss cons constr trui uirr es el deno denomi mina nado do en los oríg orígen enes es de la radio rece recept ptor or de gale galena na.. Se llamaba así porque el material semiconductor que semiconductor que se utilizaba como diodo detector era una pequeña piedra de este material sobre la que hacía contacto un fino hilo metálico al que se denominaba barba de gato. Este componente es el antecesor inmediato de los diodos de germanio o silicio utilizados actualmente. Este Este rece recept ptor or rudim rudiment entari ario o solo solo permi permite te la audi audici ción ón de emis emisora orass potentes y no muy lejanas, ya que no dispone de amplificación de ningún tipo.
10. ¿Cómo funciona el habla? El habla es producida en la laringe, cuya parte esencial, la glotis, constituye el verdadero órgano de fonación humano. El aire procedente de los pulmones, es forzado durante la espiración a través de la glotis, haciendo vibrar los dos pares de cuerdas vocales, que se asemejan a dos lengüetas dobles membranáceas. Las cavidades de la cabeza, relacionadas con el sistema respiratorio y nasofaríngeo, actúan como resonadores.
11. ¿Cómo se transmiten las señales de los celulares? La telefonía telefonía móvil, también también llamada llamada telefonía telefonía celular, básicamente está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red. El móvil consiste en un dispositivo de comunicación electrónico con las mism mismas as capac capacid idad ades es bási básicas cas de un teléfono de líne línea a tele telefó fóni nica ca convenc convencion ional. al. Además Además de ser portáti portátill es inalám inalámbri brico co al no requeri requerir r cables conductores para su conexión a la red telefónica. La telefonía móvil consiste en un sistema telefónico en el que mediante la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (repetidores ó también llamados estaciones base) y una serie de centra centrales les telefó telefónica nicass de conmut conmutaci ación, ón, se posibi posibilit lita a la comuni comunicac cación ión
entr entre e term termin inal ales es tele telefó fóni nicos cos port portát átililes es (tel (teléf éfon onos os móvi móvile les) s) o entr entre e terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional.
12. ¿Por qué la voz del hombre es más fuerte que la de la mujer? La voz de mujer se halla condicionada por las características anátomofisiológicas propias y que la laringe de la mujer, presenta unas medidas que oscilan entre 3,6 cm. de altura, 4,3 cm. de anchura y un diámetro antero posterior de unos 2,6 cm.; y la longitud de las cuerdas vocales se sitúa entre los 1,5 y 2 cm. La mujer canta una octava más aguda que el hombre. Resp Respec ecto to al homb hombre, re, obse observa rvamo moss una una lari laring nge e de mayor mayor tama tamaño, ño, situándose esta entre los siguientes parámetros; una altura de unos 4,9 cm. y otros tantos de anchura y un diámetro antero-posterior de unos 3,5 cm. Las cuerdas vocales acusan una longitud de unos 2 hasta 2,5 cm. El hombre canta a una octava de diferencia por debajo de la mujer. Otro capítulo a mencionar dentro de esta clasificación, son las voces infantiles, que se corresponden a laringes de pequeñas dimensiones, y la voz infantil, se puede considerar, como voz de tránsito hasta que sobreviene la muda vocal. Otras voces a tener en cuenta, pero que solo las describimos como clasificación teórica, son las voces eunucoides o voz de castrado. Se obti obtiene enen n por por la falt falta a del del desar desarrol rollo lo de los los caract caractere eress secun secunda dari rios os sexuales, ya que se han extirpado las glándulas sexuales antes de la pubertad. La laringe se queda con un tamaño reducido.
13. ¿Cómo se aumenta la tensión de la cuerda de una guitarra y
para qué? Las cuerdas de la guitarra se nombran de abajo hacia arriba —desde las más agudas a las más graves— con números ordinales: primera cuerda o cuerda prima, segunda cuerda, tercera cuerda, etc. También se las conoce con el nombre de su nota de afinación —como se hace también en los violines, violas, violonchelos y contrabajos—: 1. la cuerda mi (la primera cuerda, afinada en el mi 4, siendo el do4 la nota central de un piano piano)) 2. la cuerda si (la segunda cuerda, afinada en el si 3) 3. la cuerda sol (la tercera cuerda, afinada en el sol 3) 4. la cuerda re (la cuarta cuerda, afinada en el re3) 5. la cuerda la (la quinta cuerda, afinada en el la2 ) 6. la cuerda mi (la sexta cuerda, afinada en el mi 2 2) En algu alguna nass obra obrass el comp compos osititor or pide pide al guit guitar arri rist sta a que que baje baje dos dos semitonos (o sea un tono) la sexta cuerda —desde el mi 2 al re2—.
En las partituras las cuerdas se nombran con números romanos: I, II, III, IV, V y VI. Las obras para guitarra se escriben en cl clave ave de so soll, transpuestas una una octa octava va más más agud aguda a como como si la guit guitar arra ra fuer fuera a un instrumento más agudo: el mi 4 de la primera cuerda al aire se escribe como si fuera un mi 5 —el mi del cuarto espacio del pentagrama con clave de sol, contado de abajo hacia arriba—. A las tres cuerdas más graves —la cuarta, quinta y sexta cuerda y, particularmente, a esta última— se las llama “ bordonas bordonas”, ”, debido a que “bordonear” es la ejecución de un bajo acompañante de una obra de música. También se cambian las tonalidades de las cuerdas poniendo poniend o una cejilla que se sitúa un traste más alto por cada semitono que se quiera aumentar. Por ejemplo si se coloca una cejilla en el primer traste la afinación sería la siguiente: fa4, la# 3, re# 3, sol# 3, do2 y fa2 . La guitarra de diez cuerdas es como la suma de una guitarra común de seis cuerdas y un contrabajo (afinado normalmente: sol 2 2, re2 , la1 y mi 1).
¿Por qu quéé el espe espeso sorr de las las cu cuer erda dass de un unaa gu guit itar arra ra so son n 14. ¿Por
diferentes? Por que esta es una característica muy importante para que el sonido de la cuerda sea diferente una de otra, ya que hay sonidos graves, agudos, etc… y si sonaran todas igual entonces no se podrían hacer composiciones líricas.
15. ¿Cuál es la función del amortiguador en los autos y motos? El amort amortig igua uador dor es un dispo disposi sititivo vo que que absor absorbe be energía, utilizado norm normal alme ment nte e para para dism dismin inui uirr las las osci oscila laci cion ones es no dese desead adas as de un movimiento movimiento periódico periódico o para absorber absorber energía energía proveniente proveniente de golpes o impactos. Los amortiguadores son un componente estándar de la suspensión de los automóviles y otros vehículos, vehículos, para ayudar que las ruedas se mant manteng engan an pegad pegadas as al suel suelo. o. Los Los elem elemen ento toss elás elástiticos cos metá metálilico coss utilizados en la suspensión tienen la tendencia de rebotar. Se han dado casos en pisos bacheados, y debidos a que los movimientos de cada bache se sumaban en los que coches han llegado a despegar. Para evitar este efecto, el que las ruedas se despeguen, los amortiguadores amortiguadores frenan las oscilacione oscilacioness siguientes siguientes al movimiento movimiento inicial del bache. Este efecto de rebote se evita en las suspensiones neumáticas como la hidroneumática.
16. ¿Qué características tiene las ondas que captan una antena
parabólica? Las ant antenas parab rabólicas pued ueden ser usadas como antenas transmisoras o como antenas receptoras. En las antenas parabólicas
transmisoras el reflector parabólico refleja la onda electromagnética generada por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del reflector parabólico, y los frentes de ondas que genera salen de este este refle reflect ctor or en form forma a más más cohe coheren rente te que que otro otro tipo tipo de anten antenas, as, mientras que en las antenas receptoras el reflector parabólico concentra la onda incidente en su foco donde también se encuentra un detector. Normalmente estas antenas en redes de microondas operan en forma full duplex, es decir, trasmiten y reciben simultáneamente
ser hu hum mano ha podid dido obten tener 17. ¿Cómo crees que el ser conclusiones acerca de sonidos que para el son completamente inaudibles? Esto se ha podido conocer gracias al desarrollo de la ciencia con sus investigaciones a través de años de seguimiento y estudios que han permitido el descubrimiento de estos sonidos.
18. ¿Cuáles son las principales áreas del cerebro involucrada en la edición y percepción de las señales acústicas? Las Las áreas áreas audi audititivas vas del del cereb cerebro ro se loca localilizan zan en la circu circunvo nvolu luci ción ón tempora temporall superi superior or.. Cada lóbulo lóbulo tempora temporall recibe recibe impuls impulsos os auditi auditivos vos procedentes tanto del oído derecho como del izquierdo. Ello se debe a que un número considerable de neuronas encargadas de transmitir los impulsos auditivos no siguen la vía contra lateral, sino que se dirigen al lóbulo temporal del mismo lado.
19. ¿Cómo funcionan los microondas? Los hornos microondas lo que hacen es transformar la energía eléctrica en un tipo de ondas electromagnéticas, llamadas microondas, que son parecidas a las de radio y televisión. Las microondas son las ondas de radio de menor longitud. Tienen una longitud de onda de 1 milímetro y una frecuencia de 300 gigaherzios. Cuando el horno se pone en funcionamiento las microondas penetran en los alimentos hasta unos 2,5 cm de profundidad. Las microondas hacen vibrar las moléculas de agua de los alimentos, pues la frecuencia de reso resona nanc ncia ia de esta estas, s, es la mism misma a frec frecue uenc ncia ia que que tien tienen en las las microondas. Las moléculas de agua, al vibrar, rozan unas con otras, y producen calor. El calentamiento es muy rápido, bastante más que en el horno horno conve convenc ncio ional nal.. En el rest resto o del del alim alimen ento to el calen calenta tami mien ento to se produce por contacto.
20. ¿Cuál es el mecanismo mediante el cual la actividad eléctrica
de las neuronas se convierte en un sonido o viceversa? A medida que una neurona recibe mensajes de las células que la rodean, rodean, una carga carga eléctr eléctrica ica,, o impuls impulso o nervios nervioso, o, se acumul acumula. a. Esta Esta descarga se desplaza hacia la parte baja del axón hasta que llega al fina final.l. Aquí Aquí,, se dese desenca ncade dena na la libe liberac ració ión n de mens mensaj ajer eros os quím químic icos os llamados neurotransmisores, que se mueven desde el axón hacia las dendritas o los cuerpos de otras neuronas a través de un espacio diminuto. Una neurona típica tiene hasta 15 mil de estos espacios diminutos diminutos o sinapsis. Después de que pasan a través de las sinapsis, los neurotransmisores se unen a receptores específicos en el extremo receptor de las dendritas de las neuronas vecinas. También pueden unirse directamente a los cuerpos de las células.
21. ¿En que se basan los dispositivos desarrollados para aliviar
total o parcialmente la sordera? Los avances tecnológicos de los últimos años han hecho posible la incorporación de sistemas electrónicos cada vez más potentes y más pequeños, permitiendo la fabricación de audífonos que se pueden alojar en el conducto auditivo externo, sin que sean prácticamente vistos desde el exterior y con una calidad de sonido muy superior a la de los primeros audífonos. Existen distintos modelos de audífonos para sordera Superficial, media, Severa, y Profunda. Línea Analógica Curvetas Audífonos sobre medida (intracanales y CIC o invisibles) Línea 100% Digital Curvetas •
o o
•
o
Audífonos sobre Medida (intracanales y CIC o invisibles) El Implante Coclear s un aparato electrónico que se coloca en el oído interno durante una cirugía, diseñado para ayudar a pacientes con sordera neurosensori neurosensorial al severa a profunda, profunda, que obtienen obtienen muy poco o ningún beneficio de los audífonos convencionales. Los pacientes van a poder detectar sonidos del medio ambiente, la mayoría va a poder entender entender el lenguaje lenguaje sin la ayuda de lectura lectura de labios y algunos podrán utilizar el teléfono. Consta de dos partes principales: una interna que es llamado implante coclear y una externa que es procesador del lenguaje. CONCLUSIONES o
La velo veloccidad idad del del sonid onido o varí varía a según egún el medi medio o donde onde se propague.
El sonido es la vibración de un medio.
El sonido posee tres cualidades.
El efecto doppler consiste en la variación de la longit longitud ud de onda de cualquier tipo de onda emitida o recibida por un objeto en movimiento.
La Resonancia acústica es la tendencia de un sistema acústico. acústico.
El oído se divide en tres partes: Externo, Medio, Interno
La cera nos ayuda a proteger este órgano.
Existen tres propiedades esenciales que comparten la música y la matemática. Los micróf micrófonos onos se clasif clasifica ican n según según su direct directivid ividad. ad. según según el transductor , según su utilidad. Las áreas auditivas auditivas del cerebro se localizan en la circunvolución circunvolución temporal superior. Las microondas son ondas electromagnéticas. electromagnéticas. La com comunicació ción entre los del delfines se basa asa en la eco localización.
La comunicación entre las hormigas se produce principalmente a través de feromonas.
BIBLIOGRAFIA
www.yahoo.es
www.google.com.co
www.geocities.com
www.wikipedia.org
Tomo I Física para ciencias e ingenierías
www.elrincondelvago.com
GLOSARIO
ANECOICA: Capaz de absorber las ondas sonoras sin reflejarlas. TÁCTIL: Que posee cualidades perceptibles por el tacto, o que sugieren tal percepción FONIO: Unidad de medida de la sonoridad, equivalente a un decibelio del sonido cuya frecuencia sea de 1000 hercios. SEBÁCEO: Que participa de la naturaleza del sebo o se parece a él.
BARÍTONO: Voz media entre la de tenor y la de bajo.
SOPRANO: voz femenina aguda.
CONTRALTO: voz femenina grave.
TENOR: TENOR: voz masculina aguda.
BAJO: voz masculina grave.
MEZZOSOPRANO: MEZZOSOPRANO: entre soprano y contralto.