Se puede transferir energía a un cuerpo distante mediante otro cuerpo portador: por ejemplo, la bola que golpea a los bolos que se hallan en reposo, en el
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La refracción del sonidoSeguro que más de una vez habrás escuchado sonidos procedentes de alguna fuente que sabes lejana, como la bocina de un tren o los altavoces de una estación. Lo peculiar de este fenómeno es que, a tales distancias, sería normal que no nos llegue el sonido. ¿Cuándo y por qué ocurre esto? Según hemos explicado, una onda se desvía de su trayectoria al pasar de un medio a otro cuya velocidad de propagación es diferente. Esto es lo que ocurre, por ejemplo, cuando un sonido es emitido en la superficie; al ascender sufre diversas refracciones debido a que, a medida que se aleja de la superficie, la temperatura de las distintas capas de aire aumenta, con lo que se incrementa también la velocidad de propagación. Estas diversas refracciones se producen, por tanto, con distinto ángulo de refracción (mayor a medida que aumenta la velocidad), lo que provoca la desviación de la trayectoria de la onda sonora hasta que ésta llega de nuevo al suelo. Esto hace que el sonido se oiga a grandes distancias. Este fenómeno es muy típico de las noches invernales, en las que la temperatura del aire que está en contacto con la tierra es más baja. Como puedes observar, el fenómeno se parece al de la reflexión del sonido, pero aquí estamos hablando de refracción. Un hecho similar será analizado en el caso de la luz y la formación de espejismos.
Las ondas sonoras también dan lugar a fenómenos de difracción, es decir, bordean los objetos que se interponen en su camino. Dicho fenómeno es el responsable de que podamos escuchar el claxon de un coche a la vuelta de una esquina o de una curva cerrada. Es una práctica corriente hacer sonar el claxon cuando la curva no tiene suficiente visibilidad; ahora bien, si el sonido no tuviese naturaleza ondulatoria, de nada serviría esa costumbre.
Dos ondas sonoras también pueden interferir. La interferencia destructiva puede hacer que en un auditorio se formen nodos, en donde casi no se puede oír el sonido. 13. EFECTO DOPPLER Seguramente habrás observado alguna vez el fenómeno siguiente. Cuando una ambulancia se aproxima a un observador parado el tono del sonido que emite la sirena varía; es más agudo mientras se aproxima y se hace más grave cuando la ambulancia se aleja. Lo mismo ocurre si la ambulancia está parada y es el observador el que se mueve. La sensación sonora que nos transmite el oído depende de la frecuencia con la que fluctúa el aire que está en contacto con el tímpano. Si la frecuencia es elevada, el sonido nos parece agudo y si la frecuencia es baja, grave. Si la distancia entre el manantial sonoro y el observador no permanece constante, la frecuencia con la que se originan las vibraciones no coincide con la que percibe el observador. Este cambio en la frecuencia del sonido cuando existe movimiento relativo entre la fuente que lo emite y es el observador que lo percibe recibe el nombre de efecto Doppler. Así, el silbato de una locomotora que pasa velozmente frente a nosotros nos parece agudo cuando la locomotora se aproxima y grave cuando se aleja de nosotros. Este fenómeno fue descrito en 1842 por el austríaco Christian Doppler (1803-1854). Cuando la locomotora está en reposo emite ondas con una determinada frecuencia y con la misma las percibe un observador en reposo. Al acercarse la locomotora, ésta intenta alcanzar a las ondas que emite y el observador recibe más ondas en la unidad de tiempo, es decir, percibe una frecuencia mayor. Cuando la locomotora se aleja, el observador percibe menos ondas en la unidad de tiempo, porque la locomotora se aleja de ellas, y percibe frecuencias menores. Aunque el efecto Doppler se manifiesta más en las ondas sonoras, es un fenómeno característico de todas las ondas en general. El efecto Doppler tiene multitud de aplicaciones:
Los sonidos tienen tres cualidades que nos permiten distinguirlos: sonoridad, tono y timbre. Tono es la sensación que percibe el oído y es la cualidad del sonido que depende de la frecuencia. Son sonidos graves los de pequeñas frecuencias, como los del bombo, y llamamos sonidos agudos a los de alta frecuencia, como los de los violines. El timbre de un sonido viene dado por la forma de la onda que lo produce. Esta cualidad permite distinguir los sonidos emitidos por diferentes focos sonoros (por ejemplo, el emitido por un piano y el emitido por un violín), aunque dichos sonidos tengan la misma intensidad y el mismo tono. La sonoridad es la cualidad por la que se perciben los sonidos con mayor o menor fuerza. La sonoridad depende de la amplitud y de la distancia, y, por tanto, de la intensidad. Ésta última se puede definir como la energía que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo. Esta cualidad permite distinguir los sonidos fuertes (intensidad grande) de los sonidos débiles (intensidad pequeña). Una campanilla emite un sonido débil; en cambio, las campanas de las catedrales emiten sonidos fuertes. La intensidad disminuye muy rápidamente a medida que nos alejamos del foco sonoro.  El oído humano es capaz de detectar sonidos a partir de un cierto valor de la intensidad, denominado umbral de audición. Este valor umbral es diferente según sea la frecuencia del sonido, es por lo que unos sonidos se oyen mejor que otros aunque sean menos intensos. También existe un valor de la intensidad, variable con la frecuencia, a partir del que un sonido produce dolor. Para medir la intensidad de las ondas sonoras se define el nivel de intensidad como:  (1)donde representa el nivel de intensidad del sonido, cuya unidad es el decibelio (dB), un submúltiplo del bel, en honor a Alexander Graham Bell; I es la intensidad de un sonido determinado; I0 es un valor arbitrario de referencia que se denomina intensidad umbral y cuyo valor para el aire es:  Si en la expresión (1) consideramos que I = 10-12 W/m2, el nivel de intensidad será de 0 decibelios, mientras que si elegimos I = 1 W/m2, el nivel de intensidad será de 120 db, que corresponde al umbral del dolor.
El oído humano no percibe todos los sonidos. El oído humano sólo percibe los sonidos con frecuencias comprendidas entre 20 y 20000 Hz. La mayor sensibilidad se produce a la frecuencia de 4000 Hz. El intervalo de audición normal está comprendido entre 0 dB y 120 dB a 1000 Hz. 15. CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS Como hemos visto anteriormente, el oído humano sólo percibe los sonidos cuya frecuencia está comprendida entre 20 y 20000 hertzios. Los sonidos con frecuencia inferiores a 20 Hz se denominan infrasonidos, y los que tienen frecuencias superiores a 20000 Hz ultrasonidos. Algunos animales (como el perro, el murciélago, la ballena y el delfín) son capaces de percibir ultrasonidos con frecuencias superiores a 100000 Hz. Las marsopas son sensibles a frecuencias superiores a 200000 Hz. Los ultrasonidos tienen muchas aplicaciones tecnológicas:
16. CONTAMINACIÓN SONORA A nuestro oído les resultan agradables y armoniosas las mezclas de sonidos cuyas frecuencias guardan entre sí relaciones sencillas, a las que llamarnos música. Por el contrario, sonidos cuyas frecuencias no guardan ninguna relación nos parecen desagradables y los denominamos ruido. Indudablemente que el mismo daño hace al oído una música que un ruido, si sus intensidades son elevadas. El ruido consiste en una mezcla de un gran número de frecuencias sin ninguna relación entre sí. Si todas las frecuencias tienen la misma amplitud, el resultado es lo que se llama ruido blanco. Se ha encontrado que el ruido blanco tiene efecto relajante. El ruido no afecta por igual a todas las personas. A unas les produce una ligera molestia, a otras las vuelve irritables y otras se sienten más cómodas, sobre todo durante el día, con suaves ruidos de fondo de pequeña intensidad. En los últimos treinta años se ha producido un importante incremento del ruido ambiental, debido al aumento de la densidad de la población, la mecanización de las actividades humanas y la utilización masiva de vehículos de motor. El ruido es un agente contaminante del medio ambiente por dos razones fundamentales:
Actualmente, unos 300 millones de personas residen en zonas donde los ruidos ambientales superan los 65 decibelios, sobrepasando el nivel máximo de ruido admisible. Se ha demostrado que la exposición a sonidos muy fuertes, ya sea ruidos o música, hace que el oído pierda sensibilidad especialmente para las frecuencias altas. Entre los jóvenes aumentan los problemas acústicos derivados de la utilización de cascos para escuchar música y también del elevado nivel de ruido existente en sus lugares de diversión. |
