FÍSICA: EL SONIDO Y LAS ONDAS: Cualidades del sonido - 2ª parte
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Física

EL SONIDO Y LAS ONDAS

Cualidades del sonido - 2ª parte


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Timbre

l timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo.

El timbre está relacionado con la complejidad de las ondas sonoras que llegan al oído. Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica. Los instrumentos musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas.

Cada vibración compleja puede considerarse compuesta por una serie de vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se considerara separadamente, daría lugar a un sonido puro. Esta mezcla de tonos parciales es característica de cada instrumento y define su timbre. Debido a la analogía existente entre el mundo de la luz y el del sonido, al timbre se le denomina también color del tono.

Los ultrasonidos

Los dos valores extremos (20 y 20 000 Hz) del rango de frecuencias que es capaz de percibir el oído humano constituyen una especie de ventana que deja fuera de ella otras ondas no audibles aunque de idéntica naturaleza; son los infrasonidos

(f < 20 Hz) y los ultrasonidos (f > 20 000 Hz). Dado que la intensidad de un movimiento ondulatorio es directamente proporcional al cuadrado de la frecuencia, los ultrasonidos son ondas portadoras de una cantidad de energía muy superior a la del sonido propiamente dicho.


Los ultrasonidos son un tipo de sonido que nosotros no podemos oír. Sin embargo, los murciélagos son capaces de emitirlos y captar su reflexión obteniendo una valiosa información del medio. El mismo principio es utilizado por el sonar de los barcos o el radar aéreo.

La utilización de los ultrasonidos en navegación permite determinar las profundidades submarinas, explorar los fondos oceánicos y detectar cuerpos intermedios tales como bancos de pesca y submarinos. El dispositivo utilizado, también denominado sonar, se basa en el principio del eco. Midiendo el tiempo que emplea el pulso ultrasónico en llegar al fondo o al objeto, reflejarse en él y volver es posible determinar la distancia al fondo submarino multiplicando la mitad del valor del tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción de la onda por la velocidad del sonido en el agua. Un barrido en dos direcciones perpendiculares permitiría reproducir un mapa topográfico del fondo oceánico.

En el campo de la medicina las aplicaciones más importantes, hasta el momento, son las que utilizan los ultrasonidos con fines de diagnóstico. La ecografía permite obtener imágenes del feto dentro del claustro materno sin causarle ningún daño. Los pulsos ultrasónicos con frecuencias de hasta 5 · 106 Hz rebotan en la superficie del feto y emiten por reflexión su eco correspondiente. Mediante sistemas electrónicos se transforman los tiempos de ida y vuelta en distancias y éstas en imágenes.

Debido al efecto Doppler las ecografías pueden facilitar información sobre el estado de movimiento, de miembros o de órganos mediante la detección de cambios entre las frecuencias emitida y recibida. Con esta técnica es posible percibir el latido del corazón del feto a partir de las doce semanas de gestación.

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