Proyecto De Fisica "sonido Y Acustica" 2q1f4u

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 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 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, permaneciendo durante cierto tiempo idéntico así mismos, y 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.

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Dar a conocer el funcionamiento de la radio.

PUNTOS PRINCIPALES

 Definición de Sonido y Velocidad de éste. 

Infrasonido y Ultrasonido

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Fenómenos acústicos– Cualidades del sonido– Fuentes sonoras



Efecto Doppler



El Oído



La voz humana



Propiedades que comparten la música 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. Este valor estático nos lo da la presión atmosférica (alrededor de 100.000 pascals) el cual tiene 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 causan el sonido? Cuando las rápidas variaciones de presión se centran entre 20 y 20.000 veces por segundo (igual a una frecuencia de 20 Hz a 20 kHz) el sonido es potencialmente audible aunque 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 pascal se oiría como un sonido muy fuerte, siempre y cuando 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 hasta un 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 humano (20 Hz). El estudio de los infrasonidos se centra en la atenuación y/o eliminación de frecuencias perjudiciales para la salud o el bienestar. Fuentes artificiales generadoras de infrasonidos pueden ser motores, sistemas de ventilación o sistemas de calefacción y fuentes naturales, las tormentas, terremotos, fuertes vientos, volcanes y, en general, todo fenómeno que suponga movimiento de una gran masa. Infrasonidos Podemos definir los infrasonidos como las 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 electroacústicos utilizan una frecuencia 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: -

Emisión en forma de ondas esféricas.

-

Son difíciles de concentrar.

-

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 emisores existentes suelen ser de mala calidad.

-

Debido a una menor atenuación, los infrasonidos pueden llegar más lejos que las demás ondas. Esto es utilizado para la detección de grandes objetos a grandes distancias como montañas o el fondo marino.

ONDAS ULTRASONICAS Son ondas sonoras que tienen frecuencias por encima del umbral de sensibilidad humana (20 hz.). Los ultrasonidos tienen multitud de aplicaciones: en medicina (terapia, ecografía, etc.), en oceanografía (medición de profundidades, detección de icebergs, funcionamiento del sónar, etc.) en la industria y en teledirección, entre otras. Ultrasonidos Los ultrasonidos son aquellas ondas sonoras cuya frecuencia es superior al margen de audición humano, es decir, 20 Hz aproximadamente. Las frecuencias utilizadas en la práctica 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 del sonido aumenta en 0,6 m/s. La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 °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. 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, profundidad, temperatura, 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.

FENOMENOS ACUSTICOS El ECO. En la mitología griega, eco significa ninfa de la montaña. El 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 ondas sonoras sufren una reflexión parcial al chocar 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 el 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 musicales es 0. 1 segundos y 0.07 segundos para sonidos 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, 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 distintas superficies. Se produce reverberación cuando las 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 fenómeno es de suma importancia, ya que se produce 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 produce en las distintas superficies del recinto. Controlando 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 tiempo que transcurre hasta que la intensidad del sonido queda reducida a una millonésima de su valor 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 es de 1 a 2 segundos. En fábricas, 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 habitaciones 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 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 diversidad constituyen otras tantas sensaciones. Es costumbre 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 dicho movimiento vibratorio. Todo esto es cierto en primera aproximación, pero analizando más profundamente las sensaciones y sus respectivos estímulos como lo haremos en los párrafos 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 cuya 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 nota de contrabajo de la misma intensidad; al aumentar la intensidad de los sonidos emitidos por un instrumento, parece aumentar su volumen. La densidad de un sonido es una sensación que producen ciertos sonidos de ser más compactos, más "densos" que otros; esta sensación parece depender de la frecuencia y aumentar con 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 de la 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 graves, aunque el punto real de emisión no varíe. El umbral para la sensación de altura está entre los 16 y los 18 ciclos, denominándose infrasonidos los movimientos vibratorios de frecuencia inferior a ésta. Dicho umbral no es estrictamente el de todas 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 con los sonidos de alta frecuencia (sobre los 4000 ciclos); los sonidos de frecuencia media sufren poca variación. Los sonidos utilizados en música casi no presentan este fenómeno pues generalmente contienen armónicos situados en la región de 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 umbrales diferenciales para la sensación de altura varían considerablemente con la frecuencia y la intensidad de los sonidos estudiados. En la región de los 1000 ciclos, el oído puede percibir

diferencias de frecuencia de 3 ciclos (0,3 %), o sea de 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 distinguirse en aguda, la sensibilidad del oído decae nuevamente. Para que un sonido produzca una sensación clara de altura, su duración mínima debe ser del orden del vigésimo de segundo. Se llama oído absoluto la cualidad poseída por ciertas personas de reconocer un sonido basándose únicamente sobre su altura. 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 instrumento que ejecutan y cuando los sonidos varían en forma 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 mucho más importante el oído de relación; grandes genios 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 o más débil que otro; 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 punto donde éstas no pueden aumentar sin cambiar de especie, 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 duración del sonido que las produce es de 0,0003 de segundo. Desde el punto de vista físico, la intensidad del sonido se mide de dos maneras: como intensidad absoluta, expresando la energía de la onda sonora en unidades de potencia o de presión y como intensidad relativa, mediante escalas que se forman tomando como unidad de medida para cada sonido, su intensidad absoluta en el umbral de audibilidad. La medición de la intensidad absoluta se efectúa mediante 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 de la onda que sobre él incide, ésta se calcula fácilmente una vez medido dicho ángulo. La intensidad absoluta necesaria para llegar al umbral de audibilidad, varía enormemente con la frecuencia de los distintos sonidos. Los sonidos graves y sobreagudos consumen gran cantidad de 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 de la sensación sonora que permite establecer la proveniencia de los diferentes sonidos y ruidos. Los sonidos producidos por un mismo instrumento tienen todos un timbre igual o similar, cualquiera sea su altura e intensidad; por otra parte, dos sonidos de igual altura e intensidad ejecutados por instrumentos distintos serán inconfundibles, pues su timbre será diferente. 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 vibratorio es la ley según la cual varía la 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 correspondientes a movimientos vibratorios o a las ondas sonoras que éstas originan, no indican el movimiento real de las partículas del cuerpo sonoro o del medio en el cual se propaga la onda sino que representan las variaciones en función del tiempo de la elongación de dichas partículas, mientras que los movimientos se realizan sobre pequeñísimas trayectorias rectilíneas. Para aclarar esto, recurramos a la sinusoide; sabemos que 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 sobre una línea vertical. Es evidente que la curva representa solamente la variación de la elongación en función del 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 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 introducida por el oído. Es fácil demostrar su existencia, creando pulsaciones con sonidos puros de frecuencia próxima. Al estudiar el timbre de sonidos producidos por percusión es necesario tomar en cuenta la existencia de parciales transitorios o fugaces, que aparecen inmediatamente después de la percusión y duran fracciones pequeñas de segundo, modificando grandemente sin embargo, 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 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 moderna", 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. Haciendo estudios sobre los instrumentos de viento, deduce que el modo de provocar la vibración del aire influye decisivamente sobre el timbre: si las compresiones y dilataciones se producen suavemente, la forma básica de la onda será sinuosa, evolucionando hacia la forma dentada cuanto más violenta es la producción de las ondas. El estudio de las ondas producidas 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. En el caso del violín, las frecuencias 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 intensidad, pues la mayor o menor complejidad de un movimiento 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 complejidad, se establece una relación entre la energía total 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 estudio del timbre se puede realizar por dos vías opuestas y complementarias: por análisis y por síntesis. El primero en analizar sonidos fue Helmholtz que efectuó sus análisis mediante los resonadores por él inventados. El uso de resonadores permite determinar cuales son los armónicos presentes pero no su intensidad; para esto se recurre actualmente a los analizadores armónicos, que muestran simultáneamente las intensidades de los armónicos componentes mediante diversos circuitos eléctricos. Los resultados de estos análisis son expuestos en lo que se llama espectros armónicos. Los espectros armónicos de los distintos instrumentos: las ordenadas son proporcionales a las intensidades (medida en decibeles) y las abscisas a las frecuencias de los armónicos. La síntesis de sonidos es también de gran utilidad, pues permite confirmar los resultados del análisis. Helmholtz y Koenig construyeron un aparato formado por diez diapasones y sus correspondientes resonadores mediante el cual sintetizaron con bastante éxito algunos sonidos. Actualmente se utiliza un aparato llamado "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 distintas tradiciones basadas en la interpretación de la Biblia, bizantina, mozárabe (el desarrollo de las iglesias de la península 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 carolingios fueron atribuidos a San Gregorio Magno, de ahí la denominación de canto "gregoriano". En los códices de canto gregoriano aparece un sistema de notación llamado "neumática", que consistía en representar el número de sonidos musicales que había que articular con cada sílaba, así como la 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 en el siglo XI, es decir, varias melodías 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, para indicar la altura de los sonidos, pero no será hasta el siglo XVI cuando se llegue a un acuerdo general para utilizar la pauta actual de cinco líneas o pentagrama. Respecto a la forma de transcribir los sonidos utilizamos la denominación "nota", que se agrupan en intervalos de ocho (denominadas octavas). De modo que el DO central se ubica entre dos pentagramas de cinco paralelas uno ascendente y otro descendente. Las líneas y los espacios sirven para indicar posiciones. Estos dos grupos de líneas a veces no son 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 altere los valores originales. La parte del espectro sonoro 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 de grabación y reproducción sonora es una réplica amplificada del sonido original. En cambio, la salida puede contener señales indebidas: un siseo o zumbido. Los sistemas de grabación de alta fidelidad han evolucionado hacia la eliminación del ruido de manera óptima. Hay diferentes tipos de ruidos originados por los distintos componentes de los sistemas: ruido inducido, de descarga, térmico etc... A este respecto se aplica un término que determina el rendimiento de un sistema sonoro, la relación señal-ruido. Es decir, la 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 de un determinado dispositivo. Es importante mantener esta relación lo más alta posible en todos los puntos de la cadena. Este valor se mide en decibelios (dB). Por ello se han ido desarrollando determinados mecanismos como los ecualizadores, sistemas de filtrado en distintas bandas de frecuencia que permiten modificar el espectro de frecuencias original, y los reductores de ruido, para atenuar el ruido de fondo y con ello permitir la adecuada reproducción de los sonidos más débiles, aproximando de este modo el margen dinámico de 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 y realizaban un filtrado de las altas frecuencias, donde se encuentra la gama más amplia de ruidos). Con 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 Resonancia acústica es la tendencia de un sistema 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 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 monografía titulada Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels ("Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros"). Su hipótesis fue investigada en 1845 para el caso de ondas sonoras por el científico holandés Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot, confirmando que el tono de un sonido emitido por una fuente que se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja. Hippolyte Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas electromagnéticas en 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, 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 longitud de onda más corta, desplazándose hacia el azul. Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relativas entre estrellas o entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente utilizando instrumentos de precisión como espectrómetros. Si el objeto emisor se moviera a fracciones significativas de la velocidad de la 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 velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas 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 del sonido es un supuesto límite físico que impediría que objetos de gran tamaño se desplazaran a velocidad supersónica. El término se empezó a utilizar durante la Segunda Guerra Mundial, 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, cuando los aviones empezaron a romper esa barrera de forma rutinaria. Cuando un avión se acerca a la velocidad del 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 mayor. Primeras teorías y experiencias Inicialmente se pensaba que el aumento de la resistencia seguía un crecimiento 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. 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 y mejor aerodinámica para vencer ese punto máximo de resistencia. Con la introducción de nuevas formas de ala 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 oficialmente la barrera del sonido, el 14 de octubre de 1947, volando con el avión experimental Bell X-1 a velocidad Mach 1 y a una altitud de 45.000 pies. Sin embargo, Hans Guido Mutke afirmaba haber atravesado la barrera del sonido antes que Yeager, el 9 de abril de 1945, en un Messerschmitt Me 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, que tiene la capacidad de percibir el 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. Consta de tres partes fundamentales, oído externo, oído medio y oído interno. Oído externo Es la parte más externa e incluye el pabellón auricular, el canal auditivo externo y el tímpano. • Pabellón auricular. Es un cartílago plano y elástico que tiene forma del extremo de una trompeta y esta cubierto por piel gruesa, se distinguen el hélix o borde exterior replegado, el

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antihélix o eminencia central del pabellón que termina en una elevación llamada antítrago, concha o parte central y lóbulo, que es la parte inferior. Canal auditivo externo, un conducto (tubo) curvo de cerca de 2,5 cm de longitud que se encuentra en el hueso temporal; esta compuesto por folículos 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. Es una membrana delgada y semitransparente compuesta por tejido conectivo fibroso que se encuentra entre el conducto auditivo externo y el oído medio.

Oído medio Se encuentra ubicada en la parte central del oído e incluye: • Trompa de Eustaquio (luego llamada "tuba auditiva" y actualmente conocida con el nombre de "tubo faringotimpánico"), un conducto que comunica directamente el oído medio con la faringe, igualando la presión entre las dos bandas del tímpano. • Cadena de huesecillos conformada por el martillo, yunque y estribo, que son el camino de las vibraciones mecánicas hacia la ventana oval. • Ventana oval. caracol. La cadena de huesecillos transforma un estímulo del medio aéreo a un medio líquido a través de la ventana oval. Oído interno Como su nombre indica, es la parte más interna del oído; consta de: • Cóclea o caracol. Es un órgano en forma de tubo espiral. Está lleno de líquido (endolinfa) y posee la membrana de Reissner y la membrana basilar, donde reside el órgano de Corti, un conjunto de células ciliadas (entre 24.000 y 30.000), que vibran a determinadas 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 semicirculares. Son tres tubos de forma semicircular, dos de ellos tienen posición vertical y otro posición horizontal (anterior, posterior y lateral). La función de los canales semicirculares es mantener el equilibrio. • Nervio auditivo. Nervio que conduce la información nerviosa hasta al cerebro, cada oído por separado. Umbrales de la audición

Los umbrales o límites de la audición considerados estándar corresponden a intensidades de 0 dB (umbral de audición) a 120 dB (umbral de dolor) donde ya hay una molestia o dolor físico. A lo largo de todo este espectro de audiofrecuencias varía la sensación de intensidad o sonoridad. Para determinar esta sonoridad se emplea el gráfico de Fletcher-Munson (curvas isofónicas). La unidad de sonoridad es el fonio. Sistema de protección Dos músculos (estapedio y tensor del 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 cóclea (cuyas células ciliadas son muy sensibles). El único 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 ceruminosas) ubicadas a la entrada del mismo, secreta cerumen como barrera protectora de infecciones y partículas en suspensión. El cerumen es la cera que segregan los oídos. Se trata de una sustancia viscosa que tiene ciertos componentes químicos, entre los que destacan las grasas, como el colesterol, ácidos grasos y ceras que recogen la suciedad y mantiene limpio el canal auditivo externo, protegiéndolo de infecciones. También la cera protege al oído evitando que proliferen ciertas bacterias y hongos, y la entrada de polvo. La última protección de la cera del oído es lubricar la piel del conducto auditivo. Algunos fenómenos psicoacústicos •

Discriminación de frecuencias: En sonidos de frecuencias próximas, si uno de ellos tiene más intensidad enmascara al otro (esto precisamente se denomina enmascaramiento). En frecuencias próximas del mismo nivel, percibimos una frecuencia intermedia denominada intertono.

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Audición binaural: La localización de los sonidos en el espacio se consigue gracias al procesamiento por separado de la información de cada oreja y de la posterior comparación de fase y nivel entre ambas señales. Tenemos más desarrollado el sentido horizontal que el vertical de audición.

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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: Es la pérdida de audición con la edad. Enfermedades que afectan al Oído y su tratamiento. •

OTITIS EXTERNA: Es el proceso de inflamación a cargo 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, 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.

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TAPÓN DE CERUMEN: Es aquel que se forma en el conducto auditivo externo 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 conducto auditivo con la limpieza cotidiana, pero en algunas 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 entre la concha 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 el 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 otros que puede causar dolo de oído enrojecimiento o secreciones. Además, pueden obstruir el conducto auditivo y afectar la audición. Tratamiento: Extracción inmediata del objeto a cargo del medico, los que pueden ser por medio de inserción de instrumentos en el oído, uso de imanes (si es de metal), limpieza del 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: Proceso inflamatorio de forma catarrales (sin pus) y forma 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 microscopio auricular. Tras la operación el tímpano 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 cuando se produce una serie de zumbidos o ruidos 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. 

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Síntomas: surgen repentinamente y consiste en una sensación de ruidos tormentosos con campanilleo 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 la curación puede ser larga o no se consiguen resultados positivos. El tratamiento consiste en el reposo absoluto tanto físico como mental, tener una buena alimentación y en ultimo caso se recurrirá a la cirugía

LABERINTITIS: Inflamación aguda crónica del laberinto puede ser laberintitis anterior (órgano del oído) o laberintitis 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

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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 asemejan a dos lengüetas dobles membranáceas. 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 produce sonidos más graves. La extensión de las voces 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 y si es aguda de tenor. Si la voz de bajo es muy grave 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: si es poco, ligero; si regular, lírico; si grande, dramático; si excepcional, heroico. Voz Hablada Aunque el tono y la intensidad del habla están determinados 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 LA MUSICA Y LA MATEMATICA 

La primera propiedad, excepcional, que tienen en común la Matemática y la Música es que ambas son lenguajes universales.

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La segunda 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.

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La tercera propiedad nos la recuerda Bertrand Russell “…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 un carácter periódico - una cuerda vibrando, el aire en el 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 en las proximidades de su 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 puede definir un etalón, o sea, una nota estándar, de la 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 humano es un "instrumento" muy sensible, y en ciertas 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 difieren en un solo Hertz. 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 como base la frecuencia de 55 Hertz (esta frecuencia es absolutamente arbitraria, la única razón es que nos lleve a la frecuencia 440 Hertz que es un etalón musical contemporáneo) y vamos 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, intuitivamente ajustaban (afinaban) las cuerdas (o en el 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 agradable. Dentro de la quinta, se encuentra un sonido más formando un triplete en que las frecuencias se relacionan como 4:5:6. Este triplete se llama armonía. La escala natural tiene una sola combinación armónica, las notas A-C-E. Al descubrir la armonía, los músicos antiguos empezaron a afinar sus 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 C4

8:9

do

297 D4

9:10

re

330 E4

15:16

mi

352 F4

8:9

fa

396 G4

9:10

sol

440 A4

8:9

la

495 B4

15:16

si

528 C5 do

Escala cromática Al descubrir las tonalidades, los músicos antiguos quisieron tener la posibilidad de pasar libremente entre ellas. Evidentemente, 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

275.00 293.33

Am 264.00

297.00

B

278.44

Bm

278.44 297.00

C

264.00

309.38 330.00

E

297.00 275.00

330.00

F

293.33

330.00 352.00

G

264.00

Gm 267.30 C

297.00

330.00

297.00 316.80 D

440.00

495.00

396.00 422.40

E

475.20 445.50

400.95

412.50 440.00

495.00

445.50

495.00

396.00

440.00 469.33

396.00 422.40 371.25 396.00

495.00

445.50 475.20

371.25 396.00 352.00

464.06 495.00

396.00

371.25

297.00 316.80

412.50

495.00

334.13 356.40 309.38 330.00

Fm 264.00 281.60

495.00

371.25 396.00

Em 264.00 264.00

440.00 445.50

356.40 334.13

495.00

371.25 396.00

330.00 352.00

278.44 297.00

412.50 440.00 396.00

371.25

334.13

297.00 316.80

Dm 267.30

366.67

330.00 352.00

297.00

Cm 264.00 D

330.00

475.20 445.50

356.40

396.00

445.50 475.20

F

G

A

495.00 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 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 función de definir la forma del volumen gaseoso pero fuera de esto influye relativamente poco sobre los fenómenos sonoros.

La vibración de las columnas de aire contenidas en los tubos sonoros es debida a la formación de una onda estacionaria. Por tanto, las

columnas poseen nodos (vibración nula) y vientres (amplitud 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 extremos abiertos generalmente se producen vientres. El punto de excitación no puede ser un nodo, pero no necesita ser un vientre, pudiendo estar en un punto intermedio. No es necesario que las aberturas de un tubo coincidan con los 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 sonido será más grave, compensándose en parte el efecto de la temperatura sobre la velocidad del sonido.

Instrumentos Musicales de Percusión Los instrumentos de percusión son aquellos que producen sonido cuando son excitados por percusión directa o indirecta; los instrumentos de cuerda percutida que pertenecen en realidad a esta categoría, no se estudian dentro de ella, pues sus características y posibilidades 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 líneas generales, puede decirse que la función musical de los instrumentos de percusión es rítmica.

Las varillas son cuerpos rígidos cuya longitud es notablemente mayor que las dimensiones restantes. Pueden vibrar con vibraciones 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 asimétricas, cuando están apoyadas sobre puntos dispuestos asimétricamente o fijas en un punto único distinto del centro. Para provocar vibraciones longitudinales, la varilla se frotará fuertemente en sentido longitudinal. Cuando las varillas vibran longitudinalmente, se comportan como tubos sonoros, abiertos 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 espesor; excitadas por percusión o fricción emiten sonidos 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 para vibrar. El físico alemán Florencio Chladni realizó 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 es nula o pequeña, llamadas líneas nodales, y zonas demarcadas por estas líneas donde la vibración alcanza valores máximos llamadas zonas ventrales.

TIPOS DE MICROFONO El micrófono es un transductor electroacústico. Su función es la de transformar (traducir) las vibraciones debidas a la presión acústica ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras en energía 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, línea, rifle, cañón. Micrófono parabólico

Micrófono omnidireccional tienen un diagrama polar de 360º (la circunferencia completa). Los micros omnidireccionales tienen una respuesta de sensibilidad constante, lo que significa que capta todos los sonidos independientemente de la dirección desde donde lleguen. Su principal inconveniente es que, al captarlo todo, captan tanto lo que queremos como lo que no: ruido del entorno, reflexiones 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 diagrama polar circular). Esto supone un inconveniente, dado que no es aconsejable su uso cuando 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

plato. La cápsula es una cavidad rígida (cerrada) con una única abertura en su parte superior, que es por donde llegaran las ondas sonoras. Micrófono de bidireccional tiene un diagrama 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 del diagrama polar en forma de ocho es que hay que tener cuidado con las cancelaciones que puedan producirse por 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 de gradiente de presión es llamado también de 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 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. 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 anular mediante un 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) que si son de bajas (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 de sonido Dentro de los micrófonos direccionales se haya diferentes tipos:

Micrófono cardioides: 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 cardioide, pero menos que el hipercardioide. Mayor sensibilidad posterior que el cardioide, pero menor que el hipercardioide. Existen determinados diseños que acentúan la direccionalidad de los micros con este tipo de cápsulas. Por ejemplo, aprovechar un reflector paraboloide para concentrar las ondas sonoras hacia un micrófono (micrófono parabólico). También aprovechar las cancelaciones o reforzamiento de las fases como sucede en los micrófonos de interferencia. •

Micrófono parabólico El reflector paraboloide del micro tiene un diámetro de entre 0,5 y 1 metro y es en su foco donde se coloca un micrófono direccional (generalmente, 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 curva de respuesta cae en los graves, porque, a diferencia del micrófono de interferencia, en lugar de rechazar el sonido que no está en el eje principal; lo que hace es concentrar las ondas 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 resultan muy útiles para captar sonidos a larga distancia. Grandes eventos deportivos, documentales, espionaje...etc. Según su transducción acústico-mecánica Nos encontramos ante 3 grupos:

1. Micrófono de expresión. 2. Micrófono de gradiente de leteroloscopio.

3. Micrófono de gradiente de velocidad.

También existen combinados. Según su transducción mecánico-eléctrica Los 6 tipos de micrófonos más importantes son:

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Micrófono electrostático: de condensador, electret, etc. Micrófono dinámico: de bobina y de cinta. Micrófono piezoeléctrico. Micrófono magnetoestrictivo. Micrófono magnético. Micrófono de 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 almacenada, (electrones que entran o salen) genera 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 y frecuencia a la onda sonora que la generó. Son micros electrostáticos: • • •

Micrófono de condensador. Micrófono electret. Micrófono de condensador de 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. 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 está alojado en el propio cuerpo del micrófono.

Micrófono Piezoeléctrico las ondas sonoras hacen vibrar el diafragma y, el movimiento de éste, hace que se mueva el material contenido en su interior (cuarzo, sales de Rochélle, carbón, etc). La fricción entre las partículas del material genera sobre la superficie del mismo una tensión eléctrica. La señal eléctrica de salida es (o debería ser) análoga en cuanto a forma (amplitud y frecuencia a la onda sonora que la generó). La respuesta en frecuencia de los micrófonos piezoeléctricos es muy irregular, por lo que su uso en ámbitos de audio profesional 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) al que se refiere el nombre, está en su interior en un compartimiento cerrado cubierto por la membrana. Estas partículas de carbón actúan como una especie de 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, entre 200 y 3.000 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 utilizado porque generan bastante ruido y su respuesta en frecuencia es irregular. No son, en absoluto, recomendables para radiodifusión. Las ventajas que tiene el micrófono de carbón: gran sensibilidad, baja impedancia y precio (son muy baratos).

Según su utilidad Existen seis tipos de micrófonos según utilidad:

1. Micrófono de mano o de bastón: Diseñado para utilizarse sujeto con la mano. Está diseñado de forma que amortigua los golpes y ruidos de manipulación. 2. Micrófono de estudio: No poseen protección contra la manipulación, pero se sitúan en una posición fija y se protegen mediante gomas contra las vibraciones.

3. Micrófono de o: Toman el sonido al estar en o físico con el instrumento. Se utiliza también para disparar un sonido de un módulo o sampler a través de un MIDI trigger.

4. Micrófono de corbata, de solapa o Lavalier. Micrófono en miniatura que poseen filtros para evitar las altas frecuencias que produce el roce del dispositivo con la ropa.

5. Micrófono inalám brico: La particularidad de este dispositivo es 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. Micrófono mega direccional: Micrófono con una zona de grabación de 50cm. Sirve para grabar a una sola persona o fuente desde distancias mayores.

PREGUNTAS PROBLEMATICAS 1. ¿Por qué y cómo es que podemos escuchar? 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 externo del oído medio) y los tres huesos más pequeños 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 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 cóclea, un conducto pequeño y enroscado en el oído interno. 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 diferencia hay entre ruido y sonido? El primero es un sonido inarticulado y confuso, cuyo volumen excesivo resulta perjudicial para la compresión de un mensaje, y puede serlo también para la salud. En general un sonido ambiental permite 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 protección auditiva. Si decide no emplearla, su capacidad auditiva 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 se pretende mejorar las condiciones acústicas de sonoridad 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 adecuado al uso y tamaño de la sala, balance adecuado entre sonido directo y reverberante, intimidad y buena difusión 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 se utiliza el ultrasonido para hacer exámenes 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 se comunican las hormigas? La comunicación entre las hormigas se produce principalmente a través de feromonas. Debido a que la mayoría de los tipos de hormigas están todo el tiempo en o 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 químico en el suelo en su camino de vuelta a casa. Cuando se encuentra con otras hormigas, les comunica el hallazgo regurgitando parte del alimento y las invita a seguir el rastro mediante señales táctiles. Cuando éstas vuelven también al 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 qué los perros tienen tan buen oído? El oído es el segundo sentido más desarrollado del perro. Posee unos pabellones auditivos muy grandes y una gran capacidad de orientación para buscar el origen del sonido. Gracias a esto obtienen una percepción muy elevada de los sonidos, siendo capaces de distinguir incluso sonidos muy leves y lejanos con facilidad. El oído del perro es más sensible a sonidos de alta frecuencia, 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 se comunican los delfines? La comunicación entre los delfines se basa en la ecolocalización. El término de ecolocalización se refiere a una capacidad que los odontocetes (y algunos otros mamíferos marinos y la mayoría de los murciélagos) poseen que les permite localizar y 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 acústicas en forma de impulsos nerviosos que retransmiten los mensajes del sonido y permiten al delfín interpretar los significados del sonido. Debido a este complejo sistema de ecolocalización, 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 murciélagos para no estrellarse? Contrariamente a las creencias populares, no se los considera ciegos, ya que muchos además de su sistema de sonar, emplean la vista para diferentes actividades. A diferencia de los micromurciélagos (suborden Microchiroptera), los megamurciélagos (suborden 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 micromurciélagos y, en general, ningún murciélago está completamente ciego; incluso los micromurciélagos pueden utilizar como señales durante el vuelo objetos muy visibles del terreno para regresar a su refugio.

Todos los micromurciélagos, al igual que los cetáceos, poseen un mecanismo de sonar que les permite percibir su entorno y en el caso de las especies insectívoras, también les permite localizar a sus presas sin necesidad de usar el sentido de la vista o del olfato: es la ecolocalización. Ésta consiste en la emisión de sonidos de 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 igual que el sonar, este sistema los capacita para conocer 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 del AM y FM? ¿Cómo funciona la 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.

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. En contrapartida, otras modulaciones como la modulación por Banda lateral única o la Doble Banda Lateral son más eficientes en ancho de banda o potencia pero los receptores y transmisores son más caros y difíciles de construir. La AM es usada en la radiofonía, en las ondas medias, ondas 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, 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 variada mientras que su frecuencia se mantiene constante). En aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la onda es directamente proporcional al valor instantáneo de la señal de entrada. Datos digitales pueden ser enviados por el desplazamiento de la onda de frecuencia entre un conjunto de valores discretos, una técnica conocida como modulación por desplazamiento de frecuencia. La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y el habla (véase Radio FM). El sonido de la televisión analógica también es difundido por medio de FM. Un formulario de banda estrecha se utiliza para comunicaciones de voz en la radio comercial y en las configuraciones de aficionados. El tipo usado en la 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 frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias intermedias de la mayoría de los sistemas de vídeo analógico, incluyendo 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 componentes de frecuencia - de unos pocos hercios a varios megahercios, siendo también demasiado amplia para trabajar con equalisers con la deuda al ruido electrónico debajo de -60 dB. La FM también mantiene la cinta en el nivel de saturación, y, por tanto, actúa como una forma de reducción de ruido del 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. Un piloto de tono continuo, si se añade a la señal - que se hizo en V2000 y muchos formatos de alta banda - puede mantener el temblor mecánico bajo control y ayudar al tiempo de corrección. La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias de audio para sintetizar sonido. Está técnica, conocida como síntesis 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. 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) que llegan por el aire normalmente

(aunque viajan por cualquier medio, inclusive el vacío) y luego amplificarla selectivamente, miles de veces, para enviarla hacia un elemento con un electroimán, que es el altavoz ó parlante, donde se transforma la información eléctrica en sonido. En este circuito hay un condensador variable, que en las radios antiguas iba adosado a un botón de mando ó perilla, de modo que al girarla se varía la capacidad del condensador. El efecto de la 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 receptor de radio más simple que podemos construir es el denominado en los orígenes de la radio receptor de galena. Se llamaba así porque el material semiconductor que se utilizaba como diodo detector era una pequeña piedra de este material sobre la que hacía o 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 receptor rudimentario solo permite la audición de emisoras 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 móvil, también llamada 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 a dicha red. El móvil consiste en un dispositivo de comunicación electrónico con las mismas capacidades básicas de un teléfono de línea telefónica convencional. Además de ser portátil es inalámbrico al no requerir 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 centrales telefónicas de conmutación, se posibilita la comunicación

entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre 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. Respecto al hombre, observamos una laringe de mayor tamaño, 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 obtienen por la falta del desarrollo de los caracteres secundarios 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 mi4, siendo el do4 la nota central de un piano) 2. la cuerda si (la segunda cuerda, afinada en el si3) 3. la cuerda sol (la tercera cuerda, afinada en el sol3) 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 mi2) En algunas obras el compositor pide al guitarrista que baje dos semitonos (o sea un tono) la sexta cuerda —desde el mi2 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 clave de sol, transpuestas una octava más aguda como si la guitarra fuera un instrumento más agudo: el mi4 de la primera cuerda al aire se escribe como si fuera un mi5 —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”, 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 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: sol2, re2, la1 y mi1).

14. ¿Por qué el espesor de las cuerdas de una guitarra son 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 amortiguador es un dispositivo que absorbe energía, utilizado normalmente para disminuir las oscilaciones no deseadas de un movimiento periódico o para absorber energía proveniente de golpes o impactos. Los amortiguadores son un componente estándar de la suspensión de los automóviles y otros vehículos, para ayudar que las ruedas se mantengan pegadas al suelo. Los elementos elásticos metálicos 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 frenan las oscilaciones siguientes al 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 antenas parabólicas pueden 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 reflector en forma más coherente que otro tipo de antenas, 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

17. ¿Cómo crees que el ser humano ha podido obtener 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 áreas auditivas del cerebro se localizan en la circunvolución temporal superior. Cada lóbulo temporal recibe impulsos auditivos 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 resonancia de estas, es la misma frecuencia que tienen 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 convencional. En el resto del alimento el calentamiento se produce por o.

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, una carga eléctrica, o impulso nervioso, se acumula. Esta descarga se desplaza hacia la parte baja del axón hasta que llega al final. Aquí, se desencadena la liberación de mensajeros químicos 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 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 o Curvetas o Audífonos sobre medida (intracanales y CIC o invisibles) • Línea 100% Digital o Curvetas

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 neurosensorial severa a profunda, que 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 el lenguaje sin la ayuda de 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

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La velocidad del sonido varía según el medio donde se propague.

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El sonido es la vibración de un medio.

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El sonido posee tres cualidades.

 El efecto doppler consiste en la variación de la longitud 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. 

El oído se divide en tres partes: Externo, Medio, Interno

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La cera nos ayuda a proteger este órgano.

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Existen tres propiedades esenciales que comparten la música y la matemática.

 Los micrófonos se clasifican según su directividad. según el transductor, según su utilidad.

 Las áreas auditivas del cerebro se localizan en la circunvolución temporal superior.

 Las microondas son ondas electromagnéticas.  La comunicación entre los delfines se basa 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

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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: voz masculina aguda.  BAJO: voz masculina grave.  MEZZOSOPRANO: entre soprano y contralto.