Naturaleza del sonido

El sonido es el resultado de una perturbación que se propaga en un medio elástico. El exceso de presión característico de la perturbación descripta se denomina presión sonora. Este tipo de movimiento en el cual no es el medio en si mismo sino alguna perturbación lo que se desplaza se denomina onda. Cuando la onda tiene lugar en un medio líquido o gaseoso se denomina onda acústica. Cuando resulta audible, se llama onda sonora.

Las ondas acústicas viajan habitualmente a velocidad constante, que depende del medio y de las condiciones ambientales tales como la temperatura. A temperatura ambiente la velocidad del sonido en el aire es  c = 345 m/s .

Ejm:  Esto significa que para recorrer una distancia de 345 m el sonido demora 1 s. En el agua el sonido viaja más de 4 veces más rápido que en el aire. 

Cualidades del sonido

• Intensidad

La intensidad o el volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y esta relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad de tiempo.

• Tono

El tono es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y esta relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”.Los sonidos graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran frecuencia.

•  Timbre

El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.En general, los sonidos no son de una sola frecuencia, los sonidos suelen tener una onda principal que va acompañada de otras ondas de menor amplitud llamadas armónicos cuya frecuencia es múltiplo de la onda principal; la suma de esas ondas da lugar a una onda que tiene una forma determinada. El timbre está relacionado con la forma de la onda.

Rapidez del sonido

La rapidez del sonido en un material específico no depende de la densidad del material, sino de su elasticidad, que es la capacidad de un material para cambiar de forma en respuesta a una fuerza aplicada y recuperar su forma original una vez que la fuerza desaparece.
En los materiales elásticos los átomos están relativamente juntos y responden con prontitud a los movimientos de los demás, por lo cual transmiten la energía con pocas pérdidas. El sonido se propaga con una rapidez alrededor de 15 veces mayor en el acero (el acero es muy elástico) que en el aire, y unas cuatro veces más aprisa en el agua que en el aire. 

ejm :  La rapidez del sonido en aire seco a 0°C es de aproximadamente 330 metros por segundo, o 1200 Km/h. Pero esta rapidez es ligeramente mayor cuando el aire contiene vapor de agua y aumenta también con la temperatura, pues las moléculas de aire caliente, que se mueven más aprisa, chocan unas con otras más a menudo y por tanto transmiten un impulso en menos tiempo. Por cada grado de incremento en la temperatura del aire arriba de 0ºC, la rapidez del sonido aumenta en 0.60 m/s. así pues, en el aire a la temperatura normal de 20ºC el sonido se propaga a unos 340 m/s.

Intensidad del sonido

se define como la cantidad de energía (potencia acústica) que atraviesa por segundo una superficie que contiene un sonido. La intensidad de un sonido depende de la amplitud del movimiento vibratorio de la fuente que lo produce, pues cuanto mayor sea la amplitud de la onda, mayor es la cantidad de energía (potencia acústica) que genera y, por tanto, mayor es la intensidad del sonido.

ejm :  percibimos sonidos fuertes cuando hay mucha energía que se libera, como en una explosión o con el uso de alto parlantes, por ej en un concierto de rock, muchísimo más alto el volumen si estás muy cerca. Sonidos débiles si estamos demasiado lejos o si hay poca energía involucrada, por ej. en una conversación en voz baja que sostienen dos personas la aotro lado de la calle ó 3 pisos por encima de dónde estás ubicado.

Frecuencia Natural 

Cuando un objeto recibe ondas de choque este de forma natural produce resonancia, en si la frecuencia natural es el proceso que de manera natural es producido por las ondas de choque con los objetos.

ejm : 

Vibraciones Forzadas

Es la vibrura o un sistema en respuesta a una fuerza aplicada.Si el sistema es lineal,la vibración estará a la misma frecuencia que la fuerza pero si es no lineal,la vibración ocurrirá a otras frecuencias,especialmente en los armónicos de la frecuencia forzada.La vibración de máquinas es una vibración forzada,y las fuerzas son el resultado de fenómenos como el desbalanceo y la desalineación de partes rotativas y fallas en rodamientos etc.

Resonancia

es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo. En el cual una fuerza relativamente pequeña aplicada en forma repetida, hace que una amplitud de un sistema oscilante se haga muy grande.

En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza.

Ejm : es el caso de un niño sentado a un columpio. La experiencia indica que la oscilación puede ser puesta en vibración con gran amplitud por medio de una serie de pequeños empujones aplicados a intervalos regulares. La resonancia se producirá únicamente cuando los empujones estén en fase con la frecuencia natural de vibración del columpio. Una ligera variación de los pulsos de entrada dará como resultado una vibración pequeña o incluso ninguna.

Interferencia

s cualquier proceso que altera, modifica o destruye una onda durante su trayecto en el medio en que se propaga. La palabra destrucción, en este caso, debe entenderse en el sentido de que las ondas cambian de forma al unirse con otras; esto es, después de la interferencia normalmente vuelven a ser las mismas ondas con la misma frecuencia.

Impulsaciones

se llama impulso a la magnitud física, denotada usualmente como I, definida como la variación en el momento lineal que experimenta un objeto en un sistema cerrado. El término difiere de lo que cotidianamente conocemos como impulso y fue acuñado por Isaac Newton en su segunda ley, donde lo llamó vis motrix, refiriéndose a una especie de fuerza del movimiento.

Efecto Doble

es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. Doppler propuso este efecto en 1842 en su tratado Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels (Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros).

Naturaleza de la Luz

La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios . Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica

Polarización 

es el proceso por el cual en un conjunto originariamente indiferenciado se establecen características o rasgos distintivos que determinan la aparición en él de dos o más zonas mutuamente excluyentes llamadas polos.Las ondas luminosas no suelen estar polarizadas, de forma que la vibración electromagnética se produce en todos los planos. La luz que vibra en un solo plano se llama luz polarizada.

Efecto 3D

s cualquier técnica capaz de recoger información visual tridimensional y/o crear la ilusión de profundidad en una imagen. La ilusión de la profundidad en una fotografía, película, u otra imagen bidimensional se crea presentando una imagen ligeramente diferente para cada ojo, como ocurre en nuestra forma habitual de ver. Muchas pantallas 3D usan este método para transmitir imágenes

Espectros de Colores

saac newton, fue el primero que hizo un estudio sistemático del color.

Hizo pasar un haz angosto de luz solar por un prisma triangular de vidrio; con esto demostró que la luz solar es una mezcla de todos los colores del Arcoiris

Esta prisma proyectaba la luz del sol como una mancha alargada de colores en una hoja en blanco. Newton llamó espectro a los colores: Rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta.

La luz solar es un ejemplo de la llamada Luz blanca. Newton mostró que los colores del espectro no eran propiedad de la prisma , sino que la luz blanca misma; y esto lo demostró, que combinando de nuevo los colores por medio de otra prisma , se obtenía la luz blanca.

En ciertos términos la luz blanca no es un color, sino que la mezcla de todos los colores; el negro tampoco es un color propiamente dicho, sino que es la ausencia de la luz, y estos se ven negros cuando absorben todas las frecuencias de la luz visible.

Explicación del Funcionamiento del Telescopio

En una lente la luz desvía su trayectoria al pasar a través de ella. Es el fenómeno de refracción, que se produce siempre que la luz pasa de uno a otro medio. En los espejos la luz también cambia de dirección pero, esta vez, reflejándose según un determinado ángulo. Este es el fenómeno de reflexión.

Siguiendo la Figura , a la distancia entre el centro de la lente objetivo (punto O) y su foco (punto F1') se le llama longitud focal, que es precisamente la que correspondería a un telescopio sobre el cual estuviera montada. Se representa por la letra F y su valor suele venir expresado en milímetros.
El ocular se coloca entonces de manera que su foco (punto F2) coincida con la imagen formada por el objetivo. En esta situación el observador recibe una imagen virtual e invertida de igual tamaño que la formada por el objetivo pero, al originarse un gran aumento angular, se ve con mayor detalle.
Ahora bien, si simplemente sutituímos la lente objetivo de la Figura por otra con una distancia focal mayor comprobaremos como la imagen real que se forma es de mayor tamaño que en el primer caso. El ocular sigue cumpliendo exactamente la misma función que antes, pero la imagen que percibirá el observador es más grande.