Bild

Siemens Stiftung

Curva de sonido frente a frecuencia y amplitud

Diagrama:
Muestra la vibración con un tono alto y fuerte.


La curva de sonido izquierda inferior tiene dos veces la presión acústica (la amplitud es dos veces más alta) que la curva de sonido izquierda superior. La curva derecha superior, sin embargo, tiene dos veces la altura de tono (dos veces la frecuencia). En la esquina derecha inferior se han duplicado la amplitud y la frecuencia. Se puede decir lo siguiente sobre una curva de sonido:
- La amplitud significa volumen.
- La frecuencia indica el tono.

Con tonos altos, las formas de las ondas son estrechas y se repiten rápidamente; con tonos bajos, las formas de las ondas son más amplias y se repiten más lentamente.

Información e ideas:
Se lo puede relacionar a la discusión de curvas en matemáticas. para ser utilizado en hojas de trabajo, transparencias, etc.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

Tono de prueba como la señal sonora más pura

Figura:
Gráfico osciloscópico de un tono periódico de una sola frecuencia (tono puro). Producido con un generador de sonido electrónico.

Los tonos periódicos sencillos consisten de un "tono puro? con una sola frecuencia (tono sinusoidal monofrecuencia). Esto solo existe en tecnología de medición como un "tono de prueba? generado sintéticamente.

Información e ideas:
Posible referencia cruzada: examen de señales de voz aperiódicas por análisis espectral.
Hay disponible mayor información sobre este gráfico, como hoja informativa, en el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido

Sprachen

Spanisch

Dieses Material ist Teil einer Sammlung

Bild

Siemens Stiftung

Refracción

Figura:
El modelo del frente de onda de la refracción sobre una superficie de contacto aclara por qué la dirección de propagación del sonido cambia.

Cuando las ondas pasan de un medio a otro, la velocidad, a la cual las ondas se propagan, cambia. En consecuencia, las normales a la onda de las ondas incidentes y de las interrumpidas tiene direcciones diferentes. Con las ondas luminosas, el cambio del índice de refracción en la superficie de separación es la causa; con las ondas sonoras, es el cambio de densidad.
La figura ilustra el caso en que la velocidad de propagación disminuye en la transición del primero al segundo medio: la onda se desvía de la perpendicular en la superficie de separación.
El Principio de Huygens explica este fenómeno: cada punto de un frente de onda es el punto inicial de una nueva onda, conocido como una "onda elemental?. El extremo de cierre de la onda elemental crea el nuevo frente de onda.

Información e ideas:
La refracción en las superficies de separación también ocurre con ondas sonoras (por ejemplo, en la transición de capas de aire cálido a frío en la atmósfera).

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Bild

Siemens Stiftung

Dispersión acústica

Gráfico:
Dispersión acústica. Una de varias maneras en que las ondas sonoras reaccionan al encontrar un obstáculo.


Dispersión es la reflexión de estructuras pequeñas sin dirección definida. Depende mucho de la frecuencia.

Información e ideas:
Se la puede demostrar a los estudiantes en un experimento.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido Óptica

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

Absorción de sonido

Figura:
Si las ondas sonoras entran en contacto con un obstáculo con una estructura material dada, éstas son absorbidas, es decir, la energía mecánica total del sonido se convierte en energía térmica.

Este efecto se ve aumentado por paredes de barrera de sonido hechas de materiales porosos. Mediante multirreflexión y dispersión, el paso del sonido en dichos materiales se extiende considerablemente. El sonido desaparece gradualmente.

Información e ideas:
Referencia al mundo diario de los estudiantes: silencio después de una nevada.
Se puede comprobar con los estudiantes en un experimento.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

Difracción

Figura:
Difracción de ondas al encontrar un obstáculo.

La figura muestra efectos de difracción posibles según la apertura y longitud de onda.

Información e ideas:
La difracción también surge en ondas de sonido, por ejemplo, en las esquinas de edificios.

Hay disponible mayor información sobre este gráfico, como hoja informativa, en el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

13-18

Schlüsselwörter

Luz Onda (física) Sonido Óptica

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

Ondas en el agua

Fotografía:
Si se desea dar a los estudiantes una impresión inicial de las ondas sonoras, la propagación de ondas en el agua es sumamente útil.

Cuando se tira una piedra al agua, círculos concéntricos se expanden desde el punto en que la piedra cayó en el agua. Las ondas sonoras se alejan de la fuente de sonido de manera similar.

Información e ideas:
La reconocida fotografía podría ser útil para que los estudiantes se imaginen las ondas sonoras. (En términos estrictos, una onda en el agua y una onda sonora difieren con respecto a la dirección de la vibración: transversal y longitudinal, respectivamente.)

Pertinente para la enseñanza de:
Fenómenos acústicos
Vibraciones y ondas

Bild

Siemens Stiftung

Color y voltaje de diodos emisores de luz

Fotografía:
El voltaje de servicio de los diodos emisores de luz depende del color. Esto es una indicación de los niveles discretos de energía y el carácter fotónico de la luz.



Qué color emite un diodo emisor de luz depende del nivel de energía de la transición de carga de la banda no conductora a la banda conductora. Según el material base (Si, GaAs, GaN, etc.) e impurificación, así como también la resistencia interna, cada diodo emisor de luz tiene un voltaje de servicio típico (voltaje = potencial = diferencia de energía). Aunque esto se ve modificado por el diseño (resistencia interna, etc.), en el análisis final, éste es determinado por el nivel de energía discreto de la transición de carga entre la banda no conductora y la banda conductora.

Información e ideas:
Se demuestra claramente el principio abstracto de la cuantización de la energía en forma de fotones, mediante un experimento sumamente sencillo, con cuatro diodos emisores de luz y una unidad de alimentación. Los diodos emisores de luz roja se iluminan a un voltaje de aproximadamente 1,5 voltios; los de amarilla a aproximadamente 1,9 voltios; los de verde a aproximadamente 2,3 voltios; y los de azul a aproximadamente 3,3 voltios.
En el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung hay disponibles instrucciones para construir un mezclador de colores variables de diodos emisores de luz: "Experimentos: cuantización de energía con diodos emisores de luz?.

Bild

Siemens Stiftung

Refracción acústica

Diagrama esquemático:
Refracción acústica en el aire con capas de temperaturas diferentes (de cálido a frío).


La velocidad del sonido en el aire depende de la densidad, y por ende, de la temperatura del aire: a altas temperaturas, el sonido viaja más rápidamente que a temperaturas más bajas. Así, cuando las ondas sonoras pasan de una capa de aire cálido a una de aire frío, su velocidad disminuye.
Sin embargo, la dirección en la que se propaga el sonido también cambia a medida que la velocidad cambia. Se dice que la onda sonora se "distorsiona?. En el caso descrito, es decir, cuando el sonido pasa de una capa de aire cálido a una de aire frío, se distorsiona la onda sonora ascendentemente.

Información e ideas:
¿Cómo se comporta el sonido cuando pasa de una capa más fría a una más cálida?
¿Es correcto que se oye menos contra el viento que con el viento?
Esto último se puede comprobar con los estudiantes en un experimento.
Se puede hacer una comparación con la refracción de los rayos luminosos.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Bild

Siemens Stiftung

Difracción del sonido

Figura:
La difracción es una característica típica de las ondas sonoras cuando éstas encuentran un obstáculo.

La difracción de las ondas sonoras es un mecanismo físico que asegura la entrada de éstas en sombras acústicas.
Eso significa que el sonido es audible en áreas que están separadas de la incidencia directa del sonido, tal como detrás de obstáculos.

Información e ideas:
Se puede demostrar la difracción de la luz cuando un haz de rayos paralelos de luz monocromática se dirige a una abertura pequeña. Una pantalla colocada detrás de la abertura da una figura de difracción (franjas brillantes y oscuras que pierden intensidad mientras más alejadas están). Con el sonido, una referencia directa al mundo diario de los estudiantes es aún más fácil: ¿por qué pueden oír ruido de una calle frente a un edificio aun cuando ustedes están detrás del edificio?
Hay disponible mayor información sobre este gráfico, como hoja informativa, en el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas