IntensidadAlturaTimbre

Figuras extraídas de "Física general" AlvarengaEJERCICIOS trabajados en clase

1. Escuchar la canción I still loving you y tratar de reconocer los instrumentos que se utilizan.

2. Escuchar la canción "We are the world" e intentar reconocer las voces de los cantantes que aparecen y en el orden que lo hacen. ¿Alguno de los cantantes canta más de una vez como solista? ¿Cuál?

Verifica luego mirando el video.

¿Qué cualidad del sonido te permite identificar ya sea instrumentos o voces?

3. Escuchar la canción "Hurt" de Christina Aguilera.

Esta cantante posee un amplio registro vocal, por lo que puede hacer sonidos tanto agudos como graves.

4. Toca en el piano la nota Do y luego la misma pero una octava más arriba, ¿qué puedes concluir?

¿Con qué magnitud de la onda se puede relacionar?

5. Intenta completar el esquema que aparece más arriba.

TAREA DOMICILIARIA

Compara las figuras 1 y 2; 3 y 4 correspondientes a las vibraciones sinusoidales de los sonidos que se señalan a continuación:

Intensidad del sonido.

Cuando un radio receptor funciona a todo “volumen”,* decimos que el sonido que emite es un sonido de gran intensidad (o bien, como se dice vulgarmente, es un sonido “fuerte”). Por otra parte, el tictac de un reloj es un sonido de pequeña intensidad (o bien, un “sonido débil”, en el lenguaje cotidiano).

La intensidad es una propiedad del sonido que se relaciona con la energía de vibración de la fuente que emite la onda sonora. Al propagarse, esta onda transporta energía, distribuyéndola en todas direcciones. Cuanto mayor sea la cantidad de energía (por unidad de tiempo) que una onda sónica transporta hasta nuestro oído, tanto mayor será la intensidad del sonido que percibiremos.

Sabemos que la cantidad de energía transportada por una onda es tanto mayor cuanto mayor sea la amplitud de la misma. Podemos entonces concluir que la intensidad de un sonido es mayor cuando así lo es la amplitud de la onda sonora.

Es usual decir impropiamente “volumen” de un sonido en vez de

intensidad del mismo, en el caso de sistemas alectroacústicos o audioelectrónicos.

La intensidad del sonido se mide en una unidad denominada bel (en homenaje a Alexander Graham Bell). En la práctica, un submúltiplo de esta unidad es lo que más se usa: decibel (db) = 0.1 bel. A manera de ilustración, en la tabla 17-4 presentamos la intensidad de algunos sonidos expresada en decibeles; los sonidos de gran intensidad generalmente son desagradables al oído humano, y como muestra la tabla 17-4, cuando alcanzan una intensidad cercana a 140 db, comienzan a producir sensaciones de dolor.

Alexander Graham Bell (1847-1922). Científico inglés que vivió muchos años en Estados Unidos, y trabajó inicialmente en el campo de la dicción y corrección del habla. Fundó en la ciudad de Boston una escuela de maestros para sordos, siendo entonces designado profesor de fisiología vocal en la universidad de esta ciudad. Al desarrollar trabajos en el campo de la telegrafía, sus estudios culminaron con la invención del teléfono, el cual patentó en 1876.

• Altura del sonido.

La altura de un sonido es la cualidad que nos permite clasificarlo como grave o agudo. De manera general, los hombres tienen voz grave (voz “gruesa”), y las mujeres, voz aguda (voz “fina”). En lenguaje musical se dice que un sonido agudo es alto, y que uno grave es bajo (observemos que en el lenguaje cotidiano, los términos “alto” y “bajo” se emplean a veces con referencia a la intensidad del sonido, lo cual debe evitarse).

La altura de los sonidos se relaciona con la frecuencia , f de la onda sonora, de modo que cuanto más agudo sea el sonido, tanto mayor será su frecuencia. Así pues, podemos concluir que la frecuencia de la voz masculina, en general es menor que la frecuencia de la voz femenina (las cuerdas vocales de los hombres vibran con una frecuencia menor que las cuerdas vocales de las mujeres).

En resumen, tenemos que la altura de un sonido se caracteriza por la frecuencia de la onda sonora. Un sonido de pequeña frecuencia es grave (o bajo), y un sonido de gran frecuencia es agudo (o alto).

Las notas musicales se caracterizan por su altura o frecuencia; es decir, cuando un instrumento musical emite notas diferentes, está emitiendo sonidos de distinta frecuencia. En un piano, por ejemplo, a cada tecla, le corresponde un sonido de diferente frecuencia

FIGURA 17-38. Frecuencias de algunas notas de la escala musical, en relación con el teclado de un piano.

Las teclas que se hallan a la izquierda del pianista corresponden a las notas de frecuencia baja (sonidos graves), y las de la derecha son las notas de frecuencia elevada (sonidos agudos). Observe, en la figura 17- 38, la representación del teclado de un piano, en la cual se indican las frecuencias de algunas notas.

Los cantantes de música clásica se clasifican de acuerdo con la frecuencia de las notas que son capaces de emitir, y son los bajos (con voz grave, masculina), los tenores (con voz menos grave, masculina), las sopranos (con voz aguda, femenina), etc. Las frecuencias de las notas que estos cantantes son capaces de emitir varían desde casi 100 Hz (bajos) hasta los 1 200 Hz (sopranos).

• Timbre. Si tocamos una cierta nota de un piano, y si la misma nota (de la misma frecuencia) fuese emitida con la misma intensidad por un violín, podríamos distinguir una de la otra; es decir, podemos decir claramente cuál nota fue la que emitió el piano, y cuál, el violín. Decimos entonces que estas notas tienen un timbre diferente.

Esto se debe a que la nota emitida por un piano es el resultado de la vibración no únicamente de la cuerda accionada, sino también de algunas otras partes del piano (madera, columnas de aire, otras cuerdas, etc.) las cuales vibran junto con ella. Así pues, la onda sonora emitida tendrá una forma propia, característica del piano. De la misma manera, la onda emitida por un violín es el resultado de vibraciones características de este instrumento, y por ello presenta una forma diferente a la de la onda emitida por un piano. En la figura 17-39 mostramos, en (a), la forma resultante de una onda sonora cuya frecuencia es 440 Hz, emitida por un violín, y en (b), la misma nota (de 440 Hz) emitida por un piano. Entonces los sonidos de igual frecuencia, pero de timbre diferente, corresponden a ondas sonoras cuya forma es distinta. Por lo tanto, podemos expresar que nuestro oído es capaz de distinguir dos sonidos de la misma frecuencia e intensidad, dado que la forma de las ondas sonoras co-rrespondientes a ellos sean distintas. Decimos que ambos sonidos tienen diferente timbre.

Lo que se dice para el violín y el piano, se aplica también a los demás instrumentos musicales: la onda sonora resultante que cada uno de ellos emite, y que corresponde a una nota determinada, tiene una forma propia, característica del instrumento; es decir, cada uno de ellos posee su propio timbre (fíg. 17-40). La voz de las personas también tiene un timbre propio, porque la forma de la onda sonora que producen está determi-

nada por características personales. Éste es el motivo por el cual podemos identificar a una persona por su voz.

FIGURA 17-39. La forma de la onda sonora de un violín es diferente de la forma de la onda de un piano. Por eso, los sonidos de tales instrumentos son de distinto timbre.

FIGURA 17-40. Formas de las ondas correspondientes a algunos sonidos.

Material teórico extraído de Alvarenga, B. & Máximo, A. Física General.