So/Natura del so: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
Línia 7:
 
=Natura del So=
Des d'un punt de vista físic, el so són ones i compartixencomparteixen totes les propietats característiques del moviment ondulatori. De fet, el so pot ser descrit utilitzant la terminologia pròpia de la mecànica ondulatòria.
 
Perquè hi hajahagi so, caldrà que es donendonin dues condicions:
* Una font de vibració mecànica.
* Un medi elástic que permetapermeti la propagació de la perturbaciónperturbació.
 
Como hiCom parlem de variacions (perturbacions, vibracions, etc), esés clar, que ha de haberd'haver-hi un valor estàtic, a d'on es donen aquestes variacions. En el cas delde l'aire, el valor estàtic serà la pressió atmosfèrica.
 
==Ona Sonora==
Les '''ones sonores''' són les vibracions/perturbacions causants del so. Aquestes ones es caracteritzen per:
*Són '''ones mecàniques''' (ones de compressió), perquè precisen d'un medi (aire, aigua, cos sòlid), que transmetatransmeti la pertorbació. És, el propi medi, qui produïxprodueix i propíciapropicia la propagació d'estesaquestes ones, amb la seuaseva compressió i expansió. Perquè esteaquest mig,medi pugapugui comprimir-se i expandir-se és un requisit fonamental que es tractetracti d'un medi elàstic. Un cos rígid no permet que les vibracions es transmetentransmetin. Sense medi elàstic, no hi hauria so, perquè les ones sonores no es propaguen en el buit.
*Són '''ones longitudinals''', perquè la pressió de les partícules que transporten l'ona es produïxprodueix en la mateixa direcció de propagació de l'ona.
*Són '''ones tridimensionals''' o '''esfèriques''', perquè es desplacen en tres direccions i els seus fronts d'ona són esferes radials que ixensurten des del focus de la pertorbació en totes les direccions.
 
==Paràmetres físics i unitats de mesura del so==
Línia 28:
 
===Freqüència===
'''En mecànica ondulatòria, la freqüència es definixdefineix com el nombre d'oscil·lacions per unitat de temps (generalment, per segon)'''. Entenent per oscil·lació el cicle complet d'una ona.
 
Si es produïxenprodueixen moltes oscil·lacions en un segon estarem parlant d'altes freqüències, si, al contrari, són poques, parlem de baixes freqüències.
 
<center>
Línia 42:
* 1 Gigaherz (GHz) = Mil milions d'hertzs.
 
La freqüència estaestà relacionada amb la longitud d'ona. De fet, la velocitat de propagació es definixdefineix com el producte de la longitud d'ona per la freqüència. El que significa que a longituds d'ona més xicotetes major freqüència i viceversa.
 
L'oïda humana és capaç de percebre freqüències entre 20 i 20.000 Hertzs (cicles per segon). EstaAquesta resposta en freqüència de l'oïda humana és el que coneixem com audiofreqüènciasaudiofreqüències, però l'espectre sonor és molt més ampli.
 
===Amplitud===
En acústica, '''l'amplitud és la quantitat de pressió sonora que exercixexerceix la vibració en el medi elàstic (aire)'''. Així, l'amplitud determinarà la quantitat d'energia (potència acústica) que conté un senyal acústic.
 
No deu confondrés amplitud amb volum o potència acústica, malgrat que és cert que com més fort se sent un so, major amplitud té, perquè s'exercixexerceix una pressió major sobre el medi.
 
En definitiva, l'amplitud d'una ona '''és el valor màxim, tant de positiu com a negatiu, que pot arribar a adquirir l'ona sinusoide'''.
* El valor màxim positiu que pren l'amplitud d'una onesona sinusoïdal rep el nom de "pic o cresta".
* El valor màxim negatiu, "ventre o vall".
* El punt on el valor de l'ona s'anul·la al passar del valor positiu al negatiu, o viceversa, es coneix com “node”, “zero” o “punt d'equilibri”.
Línia 60:
</center>
 
En so, normalment, l'amplitud ve definida en decibels SPL (<math>dB_{SPL}</math>), o també dbA:
* Els decibels representen la relació entre dos senyals i es basa en un logaritme de base 10 del quocient entre dos nombres.
* les sigles SLP fan referència a la pressió sonora (Sound Pressure Level).
* la sigla A fa referènia a acústic.
 
Les ones van debilitant-se en la seuaseva amplitud amb forme van allunyant-se del seu punt d'origeorigen. Malgrat que l'amplitud de les ones decreix, la seuaseva longitud d'ona i la seuaseva freqüència romanen invariables.
 
===Longitud d'ona===
'''La longitud d'ona és el paràmetre físic que indica el tamany d'una ona'''. Entenent per tamany de l'ona, la distància entre el principi i el final d'una ona completa (cicle). Així, la longitud d'ona es definixdefineix com la separació espacial existent entre dos punts l'estat de moviment de la qual és idèntic.
 
La longitud d'ona es representa amb la lletra grega ? (lambda).
 
Gràficament, la longitud d'ona pot representar-se de tres modes, depenent del punt d'origeorigen que s'elegira:
* Cresta a cresta.
* Vall a vall.
Linha 82 ⟶ 83:
</center>
 
La longitud d'ona és igual a la velocitat de propagació de l'ona en el medi dividida per la seuaseva freqüència.
 
En so, la longitud d'ona es mesura en metres, com qualsevol altra distància. Es poden usar els múltiples del metre com el quilòmetre o els seus submúltiples com el centímetre (cm), el mil·límetre (mm) i el nanòmetre (nm). '''En el SI la unitat de la longitud d'ona sonora és el [[nanòmetre]] (nm) 1 nm = 10<sup>-9</sup> m o el micròmetre (µm); 1 µm = 10<sup>-6</sup> m'''.
Linha 89 ⟶ 90:
 
====Efecte Doppler====
'''L'efecte Doppler consistixconsisteix en la variació de la freqüència de qualsevol ona emesa per un objecte en moviment en relació a un subjecte que està aturat. El canvi de freqüència ve donat per una variació de la longitud d'ona'''.
<center>
[[Image:Doppler-effect-two-police-cars-diagram.png|400px]]
Linha 99 ⟶ 100:
 
===Periode (Periode d'ocil·lació)===
'''El període d'oscil·lació és el temps transcorregut entre dos punts equivalents de l'oscil·lació (en la mateixa fase)'''. Per exemple, en una ona sonora, el període és el temps transcorregut entre dos crestes o valls successius. AixinaAixí, el període d'oscil·lació d'una ona és el temps emprat per la mateixa a completar una longitud d'ona.
 
Si parlem de senyals elèctiqueselèctriques, el període és el mínim interval de temps que separa dos instants en què el sistema es troba exactament en el mateix estat (mateixes posicions, mateixes velocitats, mateixes amplituds).
 
El període (T) és recíproc de la freqüència (f).
Linha 113 ⟶ 114:
El moment o punt en què dos senyals és troben en un instant determinat, una amb respecte l'altra, s'anomena fase. '''La fase d'ona expressa la posició relativa del pic, node o vall d'una ona, respecte a l'altra ona'''.
 
La fase, representadaes representa per la lletra grega Fi (f) i pot mesurar-se com un temps, una distància, o un angle (en graus). Quan eixa distància, temps o angle és zero, és diu que les ones estan en fase.
 
'''Al contrari, quan les ones no estan en fase, éses diu que estan desfasades'''. És el que es coneix com Desfasament. Aquest desfaseamentedesfasament hi pot produir distorsió en el so, inclús, anul·lar-lo per complet (interferència destructiva).
 
====Ones en fase====
DosDues ones d'igual freqüència en igualtat de fase se sumen (interferència constructiva). El que sumen o resten és la seva amplitud.
 
<center>
Linha 125 ⟶ 126:
 
====Ones desfasades====
DosDues ones d'igual freqüència en una fase diametralment oposada (en contrafase), éses resten (interferència destructiva). El que sumen o resten és la seva amplitud.
 
<center>
Linha 133 ⟶ 134:
 
====Ones en contrafase====
El cas extemextrem, l'anul.lació de les ones es produïxprodueix quan aquestes són idèntiques yi estan desfasades 180 graus (és a dir, en '''contrafase'''). Es diu que s´han cancel·lat.
 
<center>
Linha 144 ⟶ 145:
La potència acústica ve determinada per la pròpia amplitud de l'ona, perquè quant major siga l'amplitud de l'ona, major és la quantitat d'energia (potència acústica) que genera.
 
La potència acústica és un valor intrínsec de la font i no depèn del local on es trobe. EsÉs a dir, el valor no canvia per estar en un local reverberant o en unoun de sec.
El mesurament de la potència pot fer-se o en la font o a certa distància de la mateixa. S'ha de mesurar la pressió que les ones induïxenindueixen en el medi de propagació. En cada cas respectiu s'utilitzaria una unitat de potència acústica del SI diferent: En el cas de fer-ho en la font s'empra el watt (W). En el cas de fer-ho a certa distanciadistància s'empra la unitat de pressió el pascal(PA).
 
====Nivell de potència acústica ====
EsÉs la percepció que té l'home de la potència acústica que és el que coneixem com a volum.
 
El nivell de potència acústica es mesura en decibels (dB). Les persones no perceben de forma lineal el canvi (augment/disminució) de la potència conforme s'acosten/allunyen de la font. La percepció de la potència és una sensació que és proporcionalmentproporcional al logaritme d'eixa potència, per tant, és una relació logarítmica:
<center>
<math> {L_W}= log \frac{W_1}{W_0}</math>
</center>
 
On W<sub>1</sub> és la potència a estudiar, i W<sub>0</sub> és la potència del llindellindar d'audició, que expressada en unitats del SI, equival a 10 - 12 watts, i que es pren com a referència fixa.
 
La unitat per a mesurar esteaquest so seria el bel (B), però com és una unitat molt gran, s'utilitza normalment el seu submúltiple, el decibel (dB), per la qual cosa per a obtindre el resultat directament caldria multiplicar el segon terme de la fórmula per 10.
==Atributs, característiques o qualitats del So==
===To===
L'oïda humana és capaç de captar vibracions d'un ampli espectre de freqüències (aproximadament entre 20 i 20.000 hertzs), marge d'audiofreqüències que determina l'anomenat espectre audible. TradicionalmenteTradicionalment, aqueste marge es subividixsubdivideix en tres franjes.
====To greu, Baixa freqüència o Baixos====
Els baixos, greus o tons greus són la l'interval de les baixes freqüències, que l'oïda humana és capaç d'interpretar. EsteAqust marge està compresescomprès entre els 20 i 500 Hertz.
 
 
Linha 168 ⟶ 169:
Els sons o tons aguts són els que componen la gamma d'altes freqüències de l'espectre audible que va dels 20 als 20.000 Hertzs, (audiofreqüències que l'oïda humana és capaç de captar).
 
EsteAquest interval d'altes freqüències o tons aguts està comprès ensentre els 5.000 i 20.000 Hertzs.
 
====Tons Mitjos, Freqüències Mitjes o Mitjos====
Els tons mitjos són aquells que es corresponen amb l'interval de freqüències intermèdiesintermitges dins de l'espectre audible. EsteAquest interval se situa entre deels 300 ali els 2000 Hz.
 
Encara que parlem de freqüències mitjanes o intermèdiesintermitges, cal tindretenir present que la seuaseva missió principal és separar els aguts dels greugreus, per la qual cosa, en realitat, és un interval, relativament xicotet dins de les audiofreqüències que l'oïda humana és capaç de percebre i que va dels 20 als 20.000 Hertz.
 
====To agut, Alta freqüència o Aguts====
Els sons o tons aguts són els que componen la gamma d'altes freqüències de l'espectre audible que va dels 20 als 20.000 Hertzs, (audiofreqüències que l'oïda humana és capaç de captar).
 
Este interval d'altes freqüències o tons aguts està comprès ensentre els 5.000 i 20.000 Hertzs.
 
===Intensitat===
ALa intensitat del so es definixdefineix com la quantitat d'energia (potència acústica) que travessa per segon una superfície que conté un so.
 
La intensitat depèn de l'amplitud de l'ona, perquè quant major siga l'amplitud de l'ona, major és la quantitat d'energia (potència acústica) que genera i, per tant, major és la intensitat del so.