LICEO BICENTENARIO ÓSCAR CASTRO ZÚÑIGA DEPARTAMENTO: Ciencias Exactas
DOCENTE: Maria Soledad Abarca Huenchuñir CURSO/NIVEL: 1 ° Medio
PROPIEDADES DE LAS ONDAS SONORAS
Reflexión de ondas sonoras: Cuando una onda sonora encuentra un obstáculo se refleja y retorna hacia su fuente. Este fenómeno permite explicar el funcionamiento de dispositivos como el megáfono o el sónar, y fundamenta un fenómeno natural que seguro conoces: el eco.
GUÍA N°5
Unidad 1 de 1° medio: ¿De qué manera se relacionan las ondas con el sonido?
Nombre estudiante: Curso:1° medios Fecha semana: 01 al 05 de junio
O.A:
Explorar y describir el funcionamiento del oído, considerando:
• El espectro sonoro.
• Sus capacidades, limitaciones y consecuencias sociales.
• La tecnología correctiva. Explicar fenómenos del sonido perceptible por las personas, como el eco, la resonancia y el efecto Doppler, entre otros, utilizando el modelo ondulatorio y por medio de la
experimentación, considerando sus:
• Características y cualidades (intensidad, tono, timbre y rapidez).
• Emisiones (en cuerdas vocales, en parlantes e instrumentos musicales).
• Consecuencias (contaminación y medio de comunicación).
• Aplicaciones tecnológicas (ecógrafo, sonar y estetoscopio, entretención, entre otras).
O.C:
1. Comprender cuáles son las características del sonido y estudiar algunas de las propiedades de las ondas sonoras.
2. Ejercitar contenidos tratados en la lección 1 y 2.
INSTRUCCIONES GENERALES
• En la siguiente guía se presenta lo último que nos queda por ver de la primera unidad de primero medio.
• Se tratará de las propiedades sonoras y de una síntesis de la unidad 1.
• De esta guía debe estudiar y desarrollarla en su cuaderno (NO enviar desarrollo al correo del profesor(a) de física.)
• Las dudas que surjan, puede consultarlas por medio del correo oficial del curso, a la profesora María Soledad Abarca (mariasoledad.abarca@liceooscarcastro.cl)
• El tiempo que debe destinar para el estudio y desarrollo será desde el 01 de junio hasta el 05 de junio del 2020.
• La retroalimentación de la guía se enviará al correo oficial de cada curso, el 05 de junio del 2020.
• Cuando se retorne a clases presenciales, el profesor (a) revisará su cuaderno, con todos los desarrollos, con el fin de evaluar proceso con una nota acumulativa.
El eco y la reverberación: Al emitir un sonido intenso en una zona montañosa, se puede percibir que este regresa a nuestros oídos, pero con cierto desfase de tiempo. Este fenómeno es el eco, y ocurre cuando la superficie en la que se refleja el sonido está lo suficientemente lejos. Otro fenómeno que se relaciona con la reflexión del sonido es la reverberación. Esta se origina habitualmente en recintos cerrados y de techos altos (como una iglesia o catedral) y corresponde a una persistencia del sonido después que la fuente ha dejado de emitirlo. Algunos animales como los murciélagos emplean la reflexión del sonido y el eco (ecolocalización) para desplazarse y cazar.
Refracción de ondas sonoras: Alguna vez habrás escuchado sonidos procedentes de fuentes que sabes que se encuentran a gran distancia, como el pitido de un tren o la sirena de una fábrica.
Normalmente esos sonidos no llegan hasta ti, ¿por qué lo hacen entonces en determinadas situaciones? La respuesta es la refracción de las ondas sonoras, que provoca el cambio de trayectoria al pasar entre dos medios en los que la velocidad de propagación del sonido es diferente.
Este fenómeno suele producirse en las noches de invierno, cuando se produce el fenómeno de inversión térmica al estar el aire en contacto con la tierra más frío que el que se encuentra a cierta altura, dando lugar a que las ondas sonoras vuelvan hacia la superficie tal y como se muestra en la imagen.
Difracción de ondas sonoras: Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de rodearlo y seguir propagándose. A este fenómeno se le denomina difracción del sonido.
La persona B puede escuchar
a la persona A, en virtud de que el sonido emitido por A rodea el muro y llega al oído de B.
Transmisión: El sonido, como toda onda, tiene la capacidad de pasar desde un medio a otro distinto (que le permita el paso), es decir, tiene la capacidad de transmitirse.
En el aire, a mayor temperatura, el sonido viaja más rápido.
SU FRECUENCIA PERMANECE CONSTANTE.
Absorción: ¿Por qué una sala de grabación casera es recubierta con cajas de huevo? ¿Por qué las salas de cine están recubiertas con alfombras y cortinas?
Se debe a la capacidad que poseen algunos materiales para absorber ondas de sonido. Mientras mayor capacidad de absorber sonido tiene un material, menor es su capacidad para reflejarlo.
Un material es mejor absorbente mientras menos denso y más blando sea, como alfombras, cortinas y espumas. Los sonidos más agudos son absorbidos con mayor facilidad que los graves.
Resonancia: Es la vibración espontánea que experimenta un cuerpo cuando se ve afectado por una vibración o sonido de su misma frecuencia.
La resonancia produce un “aumento en la intensidad” de los sonidos.
Los instrumentos poseen “cajas de resonancia” para obtener mayor volumen.
Nuestro pecho, garganta y cavidades buco - nasales son “cajas de resonancia” naturales.
m/s
Efecto Doppler: El efecto Doppler es el cambio en la frecuencia de una onda producido por el movimiento de la fuente respecto a su observador. Este efecto se produce en aquellos casos en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de esas ondas.
Fuente sonora acercándose: la distancia entre las ondas de sonido disminuye. La frecuencia del sonido se percibe mayor que la real. Se escucha el tono más agudo.
Fuente sonora alejándose: la distancia entre las ondas de sonido aumenta. La frecuencia del sonido se percibe menor que la real. Se escucha el tono más grave.
Interferencia: Los sonidos se pueden interferir modificándose la amplitud de la onda sonora resultante.
En el caso de un estadio o un coro, las voces se “suman” interfiriéndose “constructivamente”.
Un caso de interferencia destructiva es la “cancelación de ruido” mediante la generación de un sonido de una frecuencia específica, para generar “silencio” en los audífonos del piloto de un avión.
Aplicación de las ondas sonoras
Las ondas sonoras, aparte de estimular nuestro oído, se utilizan para numerosas aplicaciones técnicas y científicas. Principalmente se hace uso de los ultrasonidos, sonidos por encima de la frecuencia límite de audición del ser humano. Entre estas aplicaciones cabe destacar las siguientes:
Aplicación En que consiste Ejemplo Sonar Del inglés SONAR, acrónimo de Sound
Navigation And Ranging, “navegación y alcance por sonido”.
Es una técnica que usa la propagación del sonido bajo el agua para navegar, comunicarse y detectar otros buques o bancos de pesca, utilizando la reflexión de la onda de forma similar a la que ocurre con el eco. En el caso más común, un emisor dirige los ultrasonidos en el agua de mar de una frecuencia del orden de 50 000 Hz
Ecografías Siguen un principio similar al del sonar, pero aplicado esta vez en medicina.
En una ecografía el aparato, denominado ecógrafo, envía los ultrasonidos a la parte del cuerpo que queremos estudiar. Estos ultrasonidos se desplazan a distinta velocidad en función de la densidad de los tejidos (en algunos de ellos ni siquiera penetran); recogiendo el eco de estos ultrasonidos se transforma la señal recibida en una imagen. La ventaja de las ecografías respecto a otras técnicas como los rayos X es que, al ser la energía de los ultrasonidos mucho menor, no produce daños, lo que permite su aplicación tanto en ginecología como sobre otros órganos sensibles a la radiación.
En el mundo animal
Los murciélagos utilizan los ultrasonidos como un sonar para volar en la oscuridad y otros animales como los delfines o las langostas se comunican mediante ultrasonidos. Las ballenas y algunas aves utilizan infrasonidos al comunicarse.
Síntesis de las clases
LECCIÓN 1
LECCIÓN 2
Recuerda que todo cuerpo
que vibra produce
sonido
Se originan a través de una perturbación a un
medio.
Mecánica y Electromagnética
Longitudinal y Transversal
Viajera y Estacionaria
ACTIVIDAD
Trabaja en estas actividades recordando los contenidos vistos en la guía 04 y 05.
Lección 1: ondas
1. Completa las siguientes oraciones con los conceptos que correspondan.
a) En una onda, el número de ciclos completados por unidad de tiempo corresponde a __________.
Su unidad de medida en el SI es ___________, que representa el número de ciclos realizados cada segundo.
b) Para determinar la velocidad de propagación de una onda, es necesario conocer las siguientes magnitudes: la____________ y la ___________ de la onda.
c) En una onda estacionaria, los puntos de máxima amplitud se denominan ____________ y los puntos de amplitud cero, ____________.
2. Clasifica las siguientes ondas según su medio de propagación (naturaleza) y dirección de vibración.
a) La onda de radio b) Una ola
c) La luz del sol
d) Las ondas producidas al estirar a lo largo un resorte.
Lección 2: Sonido
1. Conteste verdadero (V) o falso (F). justifique estos últimos.
a) ____ El sonido se propaga solamente a través del aire y del vacío.
b) ____ El sonido cuya frecuencia es menor que 20 hz se denomina ultrasonido.
c) ____El tono se relaciona con la amplitud.
d) ____Los tonos agudos se asocian a una baja frecuencia e) ____Todas las vibraciones producen sonidos audibles f) ____El ultra sonido son sonidos superiores a 20000 Hz.
g) ____La intensidad es lo que comúnmente se conoce como volumen.
h) ____Los dB es una unidad de intensidad.
i) ____La intensidad se relaciona con la amplitud de la onda.
j) ____El timbre es una característica propia de cada instrumento.
k) ____Un sonido grave se relaciona con una baja amplitud.
l) ____Un sonido fuerte es de gran amplitud
2. Una fuente sonora, por ejemplo, el silbato de una locomotora se aproxima a un observador que está en reposo (ver imagen)
Ejemplo:
Onda sísmica
Medio de propagación= mecánica Dirección de propagación= longitudinal.
a) ¿Por qué la persona percibe el sonido agudo cuando esta locomotora se acerca al observador que está en reposo?
b) ¿Qué ocurre con la longitud de onda de este sonido, cuando la locomotora se acerca al observador?
c) ¿Por qué la persona percibe el sonido grave cuando esta locomotora se aleja del observador que está en reposo?
d) ¿Qué ocurre con la longitud de onda de este sonido, cuando la locomotora se aleja del observador?
