foto perfil

¿Qué son las ondas sonoras? – Definición, tipos y usos

Publicado el 3 noviembre, 2020

¿Qué es el sonido?

Es la vieja pregunta: si un árbol cae en el bosque y nadie está allí para escucharlo, ¿emite algún sonido? Bueno, en primer lugar, ¿qué es exactamente un sonido?

El sonido es una onda, pero también lo son muchas cosas. Más específicamente, el sonido es una onda hecha de vibraciones en el aire. Cuando algo emite un sonido, hace vibrar las moléculas de aire, lo que envía una reacción en cadena a través del aire hasta que llega a nuestros tímpanos. Cuando nuestros oídos captan ese sonido, se envían señales a nuestro cerebro para que podamos interpretar lo que estamos escuchando. Entonces, según esa definición de la física, ¡el árbol realmente emite un sonido, ya sea que alguien esté allí para escucharlo o no!

Medios y tipos de ondas

¡En el espacio, nadie puede escucharte gritar! Y por más aterradora que pueda ser esa declaración, no debería ser del todo sorprendente. Si las ondas sonoras son vibraciones en el aire, quítale ese aire … ¡y adiós vibraciones! Las ondas sonoras necesitan un medio (o material) a través del cual viajar. Este tipo de ondas vibratorias tienen otro nombre: ondas longitudinales. De hecho, hay dos tipos principales de ondas: transversales y longitudinales.

Las ondas longitudinales son donde la vibración se mueve en paralelo a la dirección en la que viaja la onda. Un Slinky puede ayudarnos a entender esto, porque se puede crear una onda longitudinal empujando un Slinky a lo largo de su longitud, enviando un pulso a través de él. Ondas transversales , por otro lado, es donde la vibración es de 90 grados con respecto al movimiento de las ondas. Esta vez tenemos que mover el Slinky de lado a lado. Las ondas de luz y las ondas de agua son transversales, pero las ondas de sonido son longitudinales.

Características de las ondas

A los científicos les encanta nombrar cosas. No es suficiente nombrar la ola en sí, también necesitamos nombrar algunas de las características de la ola. Dos de estos se denominan compresiones y rarefacciones, como se muestra aquí (ver video). Una compresión es una parte de alta densidad de la onda (la parte donde se comprime el slinky). Es el pico de la ola. Una rarefacción es una parte de baja densidad de la onda (la parte donde el slinky está más extendido). Este es el valle de la ola.

Una parte difícil de entender este tema es la cuestión de por qué estas compresiones y rarefacciones se consideran una onda. Después de todo, no se ve muy … ondulado. Pero, si trazamos la densidad de partículas en la imagen anterior, podemos ver cómo sabemos que es una onda. Mucho más ondulado, ¿no crees?


Compresión y rarefacción
ondas de fracción rara

También podemos utilizar este diagrama para medir la denominada longitud de onda de la onda. Esta es la distancia entre dos partes idénticas: desde una compresión (pico) a la siguiente compresión, o desde una rarefacción (valle) a la siguiente rarefacción. Una longitud de onda es la longitud de una onda completa, en metros.

Por último, pero no menos importante, la frecuencia. La frecuencia de una onda de sonido es un número que le indica cuántas ondas pasan por segundo. La frecuencia se mide en hercios (Hz). Entonces, por ejemplo, 60 Hz, la frecuencia de la mayoría de los televisores, es de 60 ondas por segundo. O en el caso de la televisión, esto significa que la imagen se actualiza 60 veces por segundo. Un sonido de alta frecuencia tiene un tono alto, como una nota alta en un piano. Un sonido de baja frecuencia es de tono bajo, como una tuba.

Usos del sonido

Entonces, ¿cuáles son algunos usos del sonido?

El ser humano promedio puede escuchar sonidos con una frecuencia entre 20 Hz y 20,000 Hz. Pero también hay sonidos que no podemos escuchar. Las ondas de ultrasonido tienen una frecuencia demasiado alta para que las escuchemos, pero pueden sernos de gran utilidad. Las ondas de ultrasonido se utilizan ampliamente en medicina. Las máquinas de ultrasonido hacen rebotar ondas sonoras en el interior de su cuerpo para producir una imagen. Podemos usar esto para detectar coágulos de sangre, evaluar lesiones estomacales y crear imágenes de bebés dentro del útero de sus madres.

Los murciélagos también usan ondas sonoras para navegar. Envían pulsos de ultrasonido, que rebotan en las paredes y regresan a sus oídos. De esta manera, su cerebro puede crear una imagen de su entorno que es tan precisa como los ojos humanos. Esto se llama ecolocalización, porque las ondas sonoras hacen eco en las paredes. Los delfines también utilizan la ecolocalización bajo el agua.

Resumen de la lección

Los sonidos son vibraciones en el aire que viajan hasta el tímpano y son interpretadas por su cerebro. Cuando graficamos la densidad del aire, vemos que el sonido es una onda longitudinal . Esto es diferente de una onda transversal (como la luz), porque las vibraciones son paralelas a la dirección en la que se mueve la onda. El sonido, como todas las ondas longitudinales, requiere un medio (material) para moverse. El sonido no puede viajar en el espacio, por ejemplo.

Las ondas sonoras contienen compresiones de alta densidad (picos) y rarefacciones de baja densidad (valles). Tienen longitudes de onda (la distancia pico a pico) y frecuencias (el número de ondas por segundo). Las ondas sonoras de alta frecuencia son de tono alto y las ondas de sonido de baja frecuencia son de tono bajo.

Las ondas sonoras no solo son útiles para los sentidos humanos, sino que los murciélagos y delfines las usan en lugar de los ojos para crear una imagen de su entorno. Estas ondas sonoras de alta frecuencia tienen un tono tan alto que los humanos no podemos escucharlas. Pero podemos usarlos en medicina para crear imágenes de ciertas partes del cuerpo, más comúnmente para tomar fotografías de un feto.

Vocabulario y definiciones

onda de sonido

Vocabulario Definiciones
Sonidos Vibraciones que viajan por el aire, golpean el tímpano y son interpretadas por el cerebro.
Ondas longitudinales La vibración se mueve en paralelo a la dirección en la que viaja la onda
Ondas transversales La vibración es de 90 grados al movimiento de las olas.
Compresión Pico de onda de alta densidad
Rarefacción La parte de baja densidad de la ola
Longitud de onda La distancia entre dos partes idénticas; de una compresión a la siguiente compresión
Frecuencia El número que indica el número de ondas que pasan por segundo.

Los resultados del aprendizaje

Memorice estos conceptos y luego confirme que puede:

  • Discutir el significado del sonido
  • Resalta la correlación entre las ondas sonoras y el medio por el que deben viajar.
  • Ilustra las características de las ondas sonoras.
  • Señale algunos de los usos de las ondas sonoras

Articulos relacionados