CUALDIADES DEL SONIDO ; TIMBRE Y EFECTO DOPPLER

TIMBRE

El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia.

*Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.

En general, los sonidos no son de una sola frecuencia, los sonidos suelen tener una onda principal que va acompañada de otras ondas de menor amplitud llamadas armónicos cuya frecuencia es múltiplo de la onda principal; la suma de esas ondas da lugar a una onda que tiene una forma determinada. El timbre está relacionado con la forma de la onda.

A continuación puedes ver dos representaciones de ondas de la misma frecuenci

a principal pero que se diferencian por su forma, es decir se diferencian en los armónicos y por ello si los escucháramos podríamos distinguir los dos sonidos, pues tienen distinto timbre.

EFECTO DOPPLER.

Todos hemos notado que la altura (una de las características de un sonido) de la sirena de una ambulancia que se aproxima se reduce bruscamente cuando la ambulancia pasa al lado nuestro para alejarse. Esto es lo que se llama "Efecto Doppler". El fenómeno fue descrito por primera vez por el matemático y físico austriaco Christian Doppler (1803-1853).

El cambio de altura se llama en Física "desplazamiento de la frecuencia" de las ondas sonoras. Cuando la ambulancia se acerca, las ondas provenientes de la sirena se comprimen es decir, el tamaño de las ondas disminuye, lo cual se traduce en la percepción de una frecuencia o altura mayor. Cuando la ambulancia se aleja, las ondas se separan en relación con el observador causando que la frecuencia observada sea menor que la de la fuente. cambio en la altura de la sirena, se puede saber si la misma se esta alejando o acercando. Si se pudiera medir la velocidad de cambio de la altura, se podría también estimar la velocidad de la ambulancia

Una fuente emisora de ondas sonoras que se aproxima, al observador durante el periodo de la onda ocasiona que la longitud de la onda se acorte y la y la velocidad de propagación de la onda permanece sin cambios, el sonido se percibe mas alto. Por esta misma razón , la altura de una fuente que se aleja, se reduce.

El efecto Doppler se observa siempre que la fuente de ondas se mueve con respecto al observador. Es el efecto producido por una fuente de ondas móvil por el cual hay un aparente desplazamiento de la frecuencia hacia arriba para los observadores hacia los cuales se dirige la fuente y un aparente desplazamiento hacia debajo de la frecuencia para los observadores de los cuales la fuente se aleja

El fenómeno no se restringe al movimiento de la fuente. Si la fuente de sonido está fija, un oyente que se mueva hacia la fuente observará un aumento similar en el tono. Un oyente que se aleja de la fuente de sonido escuchará un sonido de menor tono. El cambio en la frecuencia del sonido que resulta del movimiento relativo entre una fuente y un oyente se denomina efecto Doppler.

OBSERVADOR ACERCÁNDOSEA LA FUENTE

Imaginemos que un observador O se mueve con una velocidad que tiene una dirección y sentido hacia una fuente de sonido S que se encuentra en reposo. El medio es aire y también se encuentra en reposo. La fuente emite un sonido de velocidad V, frecuencia y longitud de onda . Por lo tanto, la velocidad de las ondas respecto del observador no será , sino la siguiente:

Sin embargo, no debemos olvidar que como la velocidad

del medio no cambia, la longitud de onda será la misma, por lo tanto, si:

Pero como mencionamos en la primera explicación, el observador al acercarse a la fuente oirá un

sonido más agudo, esto implica que su frecuencia es mayor.

A esta frecuencia mayorcaptada por el observador se la denomina frecuencia aparente, que la denominamos f'.

El observador escuchará un sonido de mayor frecuencia debido a que

Observador alejándose de una fuente

Analicemos el caso contrario: cuando el observador se aleja de la fuente, la velocidad será y de manera superior usando el teorema de Pitágoras análoga podemos deducir que f`=f · ( 1/1± vs/v )