¿Cómo viajan las ondas de sonido?

Escrito por chuck ayers | Traducido por manuel winocur
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¿Cómo viajan las ondas de sonido?
El sonido es vibración o energía. (girl with headphones and sound waves background image by patrimonio designs from Fotolia.com)

Esto te recordará a tu clase de ciencia de 7mo. grado. ¿Recuerdas cuando la profesora hablaba acerca de las moléculas y los átomos, esos bloques de construcción del universo que eran tan pequeños que no puedes verlos? Bueno, si te perdiste esta clase, esto te lo refrescará porque las ondas de sonido viajan a través del aire (que es una de las cosas que están hechas de moléculas). El sonido es vibración, o energía, que hace que todas las moléculas alrededor de la fuente se exciten, de modo que también hace que vibren y comiencen a chocarse entre sí y a traspasar las vibraciones . Es como una pista de pogo, pero de moléculas. Estas moléculas pierden algo de la excitación cuanto más lejos se encuentren de la fuente de la vibración, de modo que el sonido se hará cada vez más tenue hasta que las moléculas ya no vibren más y el sonido, entonces, termine.

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Las ondas de sonido son esencialmente variaciones de presión que existen, en este ejemplo, en el aire, que está hecho de moléculas. Para ayudar a visualizar la naturaleza de las ondas de sonido, imagínate en una tina de agua con un juguete de plástico flotando frente a ti. Si creas olas empujando tu mano sobre la superficie del agua, las olas empujarán al bote y lo moverán de una punta a otra de la tina. Ahora piensa en las olas y en el bote como si fuera sonido. Si las olas se mueven, también se mueve el bote (que es el sonido). Cuando más grande sea la ola, el bote se moverá más hacia arriba y abajo y podrá viajar más lejos debido a que las ondas de sonido, al igual que las moléculas que vibran, se disipan a la distancia. Ahora, si estuvieras en una piscina grande, necesitarías olas más grandes para empujar el bote (sonido) hasta la otra punta.

Hora de jugar al dominó

Cuando una vibración hace que las moléculas vibren, no es la primera molécula que se excita la que llega a tu oído salteándose a todas las otras moléculas. En lugar de eso, cuando esa molécula se excita y salta, comienza a vincular a todas las moléculas a su alrededor que a su vez se vinculan a las siguientes. Ahora pon tus piezas de dominó en una línea, lo suficientemente cerca como para que cuando la primera caiga, caiga sobre la segunda y luego la segunda sobre la tercera y así sucesivamente. Ahora empuja la primera y eso hará que toda la línea caiga. Ahora en lugar de una línea recta haz un patrón en Y utilizando algunas de las piezas. En la parte superior de la Y comienza dos ramas más y en la punta de esas ramas haz lo mismo hasta que te quedes sin piezas. Nuevamente, tira la primera pieza y mira como todas las demás caen y arman el árbol en Y que construiste. Esto te muestra con más precisión cómo las ondas de sonido no se mueven únicamente en linea recta, sino también de manera esférica o cónica.

Hora de guardar los juguetes

Para que el sonido viaje, necesita de un medio que contenga moléculas. Puede ser agua, acero, concreto o cualquier cosa que tenga las moléculas lo suficientemente cerca entre sí para que puedan vibrar y transmitir sonido. De hecho, cuanto más cerca se encuentren las moléculas, el sonido viajará más rápido. Esa es la razón por la que cuando pones tu oído en las vías de un tren puedes oírlo acercarse mucho antes de que escuches el sonido en el aire. Las moléculas de acero están mucho más apretadas entre sí que las del aire. Esta también es la razón por la que no hay sonido en el espacio. Las moléculas en el espacio están tan lejanas unas de otras que cuando una de ellas está cerca de una vibración comienza a bailar con el contoneo del ruido, pero no tiene otras moléculas para traspasarles la vibración. En concreto, no hay un medio por el cual las ondas de sonido puedan viajar.

En la universidad

Cuando las ondas de sonido viajan desde una fuente, se les conoce como ondas de compresión. Debido al estado excitado de las moléculas, ellas se comprimen mientras vibran. Sin embargo, una vez que la vibración pasó, las moléculas que quedan atrás detienen su vibración porque han transferido la energía. Las que quedan atrás experimentan una rarefacción. Esta es una explicación más técnica de lo que los científicos quieren decir cuando hablan de onda de sonido. Esto se ve así y puede ser diagramado como un gráfico de dos dimensiones.

Por qué oímos cosas

Cuando esas moléculas que vibran llegan al oído externo se meten por un embudo al oído interno, donde una fina membrana extendida "atrapa" las vibraciones, que son fluctuaciones en la presión del aire. El cuerpo luego las traduce en señales eléctricas que se transmiten al cerebro, que termina de descifrarlas. Es un proceso bastante complejo, pero esto es lo básico.

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