Patrones de interferencia de ondas sonoras

Ondas sonoras

Realicemos un experimento científico. Tome sus manos y manténgalas separadas unas seis pulgadas. Ahora, júntelos muy rápido. Repita continuamente esta acción una y otra vez, cada vez más rápido. ¡Gracias por los aplausos! De verdad, eres demasiado amable. Bien, ¿qué pasó allí? Juntaste las manos y produjeron un sonido. Si imaginamos que podemos ver el sonido, así es como se vería (ver video). Las vibraciones del contacto se expanden hacia afuera a la velocidad del sonido de la misma manera que las ondas se ondulan cuando arrojas una piedra al agua.

La dispersión fluctuante del sonido de una fuente se llama onda sonora . Como cualquier otro tipo de onda, viaja a través de altibajos alternos conocidos como crestas y valles , que se parecen a esto (ver video). Entonces, esa es una onda de sonido básica. Pero, ¿qué sucede cuando se agrega una segunda fuente? Las dos ondas sonoras interferirán entre sí y, como sabe cualquiera que haya practicado wakeboard, cuando las ondas se mezclan, las cosas pueden ponerse un poco agitadas.

Interferencia constructiva

Cuando estudiamos la interferencia de ondas , los resultados de dos ondas del mismo medio interactuando, surgen dos patrones de interferencia esenciales. Para verlos, veamos esas ondas sonoras nuevamente (ver video). Tenemos dos ondas de sonido diferentes aquí, y por el bien de esta lección, las voy a separar. ¿Observa cómo estas dos ondas diferentes se ven similares? Las crestas y los valles se alinean entre sí. Cuando las ondas sonoras interactúan en el mismo patrón, lo llamamos interferencia constructiva .

Cuando se produce una interferencia constructiva, generalmente de dos ondas que viajan en la misma dirección, el resultado tiende a ser una amplificación del sonido; una súper onda que combina la fuerza de ambas ondas, creando lo que se llama un punto caliente o punto vivo en acústica. Ahora bien, solo porque esta amplificación proviene de dos fuentes de sonido diferentes que interfieren entre sí, un sonido más fuerte no siempre significa un sonido más claro. Estos sonidos podrían confundirse, compitiendo entre sí también.

Interferencia destructiva

Entonces, ¿qué sucede cuando las ondas no se alinean tan bien? Cuando las ondas viajan en direcciones opuestas y las ondas sonoras interactúan en patrones opuestos, el resultado es una interferencia destructiva . Entonces, si el valle de una onda se encuentra con la cresta de otra, eso es una interferencia destructiva, y el resultado es una amortiguación del sonido, llamado punto muerto.en acústica. Básicamente, las amplitudes de cada onda se restan unas a otras, en lugar de sumarse unas a otras como en la interferencia constructiva. Un ejemplo común utilizado para demostrar ambos tipos de interferencia es el uso de un diapasón. Golpee el diapasón contra un objeto sólido, haciéndolo sonar. Hay dos puntos en él, por lo que hay dos fuentes de sonido diferentes. Si sostiene el diapasón junto a la oreja y lo gira, fluctuará entre un sonido fuerte y un sonido suave. Esto se debe a que a medida que lo gira, escucha ondas de cada diente a medida que se mueven en la misma dirección y a medida que se mueven en direcciones opuestas, dependiendo del ángulo en el que se encuentre el diapasón con respecto a su oído. Entonces, escuchas interferencias tanto constructivas como destructivas como momentos a través del volumen cambiante.

Interferencia de fuente de dos puntos

Cuando dos fuentes crean ondas sonoras, esas ondas sonoras interferirán tanto de forma constructiva como destructiva. Esto crea un patrón interesante de desplazamiento del sonido llamado patrón de interferencia de fuente de dos puntos . Básicamente, este patrón se caracteriza por puntos donde las ondas sonoras que interactúan constantemente mantienen la misma posición.

Déjame mostrarte lo que quiero decir. Mire este gráfico (vea el video). Notará que a medida que la ola fluctúa, a medida que se mueve, la parte superior de las crestas y la parte inferior de los valles vuelven a los mismos puntos. Estos puntos de máximo desplazamiento se denominan antinodos y se crean por interferencia constructiva. Pero eso no es todo lo que vemos aquí. Si dibujamos una línea horizontal a través del centro de esta imagen, verá un eje a lo largo del cual la línea parece viajar. Los puntos donde la onda se encuentra con este eje, los puntos de desplazamiento mínimo, se denominan nodos . Estos son creados por interferencia destructiva.

Los patrones de interferencia de sonido de dos puntos se crean mediante la alteración constante entre nodos y antinodos. Debido a que estos puntos siempre están ubicados en el mismo punto a lo largo de la onda, este patrón también se denomina onda estacionaria . Dos ondas que resuenan a la misma frecuencia siempre crearán un patrón de onda estacionaria, definido por estos nodos y antinodos fluctuantes.

Resumen de la lección

Cuando dos objetos interactúan, crean vibraciones que producen ondas sonoras , dispersiones fluctuantes de sonido de una fuente. Las ondas sonoras, como ondas en el agua, pulsan hacia afuera en un patrón de crestas y valles.

Cuando el sonido es producido por múltiples fuentes, las ondas sonoras interfieren entre sí. Dos ondas sonoras que viajan en la misma dirección interactúan en el mismo patrón, lo que llamamos interferencia constructiva . Las ondas sonoras que viajan en direcciones opuestas interactúan en patrones opuestos, lo que se denomina interferencia destructiva . Esto crea un patrón de interferencia de sonido de dos puntos , en el que los puntos en los que las ondas sonoras interactúan mantienen constantemente la misma posición. Los puntos de máximo desplazamiento se denominan antinodos . Los puntos de desplazamiento mínimo son los nodos . Dado que los nodos y antinodos ocupan el mismo lugar dentro de la onda, esto también se llama patrón de onda estacionaria.. Y todo ello a partir de un experimento científico tan sencillo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador