Cuando escuchas "reflejo", inmediatamente piensas en la luz. Quizás se pregunte si las ondas de sonido se pueden reflejar. ¿Y qué es el reflejo del sonido? Lea el artículo en detalle para encontrar estas respuestas.
El sonido, al igual que la luz, es un tipo de energía. La energía se transporta en forma de onda. Tanto las ondas de luz como las ondas de sonido tienen algunos rasgos comunes, como la reflexión, la refracción y la difracción.
¿Cuándo se pueden reflejar las ondas sonoras?
El sonido, una onda mecánica, sigue las mismas reglas de reflexión que la luz.
Se denomina simplemente "reflexión del sonido" cuando el sonido rebota en cualquier superficie pulida o sin pulir. En otras palabras, la reflexión del sonido ocurre cuando una onda de sonido viaja a través de un medio y luego golpea la superficie de otro, regresando en sentido contrario.
Leyes de reflexión de las ondas sonoras:
- El ángulo de reflexión en el caso de reflexión sonora será el mismo que el ángulo de incidencia.
???i =????r
Dónde, ????i = Ángulo de incidencia
???r = Ángulo de reflexión
- El plano desde el que se refleja el sonido será el mismo que el plano desde el que se producen el sonido incidente y el normal.
Como resultado, podemos deducir que las ondas de luz y sonido obedecen las mismas leyes de reflexión.
La diferencia es que para la reflexión del sonido, a diferencia de la luz, no es necesario tener una superficie pulida. El sonido también se puede reflejar desde cualquier superficie rugosa. Por lo tanto, solo requiere que cualquier superficie u obstáculo se refleje. Además, la forma de la superficie desde la que se refleja el sonido influye en la reflexión del sonido.
Pensemos en una ilustración:
Digamos que lanzas una pelota a una pared y te rebota. Ahora que está iluminando la pared con la antorcha, está experimentando el fenómeno del reflejo de la luz. Lo mismo sucede cuando hablas cerca de una pared: escuchas lo que acabas de decir. Sí, su conjetura es correcta; no es más que un reflejo del sonido.
Cuando habla, se producen ondas de sonido y, cuando las escucha, las ondas de sonido de frecuencia audible se reflejan desde la superficie de la pared. Como resultado, la reflexión del sonido es responsable de hacerte escuchar tu propio sonido.
Ahora, consideremos la reflejo de las ondas sonoras de diferentes superficies.
Reflexión del sonido en diferentes superficies:
La reflexión del sonido también dependerá del tipo de superficie, como si es más rara o más densa. Si el sonido se refleja en un material más denso, solo se produce un cambio de fase de 180 grados. Sin embargo, cuando se refleja desde un medio más raro, la compresión se refleja como rarefacción y viceversa. Entremos en esto con más detalle.
Reflexión del sonido en superficies duras O límites rígidos:
Debido a la compresión y rarefacción que forman las ondas sonoras, sus áreas alternan entre alta y baja presión. Compresión y rarefacción son términos utilizados para describir simultáneamente la región de alta y baja presión. Como resultado, las ondas sonoras son una especie de onda de presión .
Considere una onda de sonido (onda de presión u onda longitudinal) que viaja a través del aire y choca con una superficie dura como una pared. Ahora, cuando la compresión de la onda de sonido incide sobre una superficie dura, esencialmente trata de empujar la pared aplicando fuerza. Sin embargo, debido a que la pared es una superficie dura, empuja la compresión formada en el aire debido al sonido en la dirección opuesta al aplicar una fuerza igual y opuesta.
Como resultado, la compresión que se movía en la dirección correcta ahora se moverá hacia la izquierda. Como resultado, el desplazamiento de la partícula media durante la incidencia y la reflexión será en dirección opuesta. Como resultado, si consideramos la diferencia de fase entre las ondas sonoras incidentes y reflejadas, se convierte en ???? radianes o 180°.
El enfoque será el mismo si ahora tomamos en consideración el caso de la rarefacción. La rarefacción causada por el incidente se reflejará como rarefacción.
Sirva como ejemplo el muro, que ya hemos visto. Dado que la superficie de la pared es dura, su sonido se refleja en ella cuando habla.
Reflexión de ondas de sonido de un medio más raro:
Piense en una onda de sonido longitudinal que viaja a través de un medio más denso o sólido y golpea la interfaz o el límite de un medio más raro. Cuando la compresión de la onda de sonido incidente choca con un límite hecho de un material más raro, se aplica fuerza a esa superficie. Dado que la superficie del medio más raro tiene menos resistencia y la compresión de la onda de sonido contiene alta presión, el límite del medio más raro se empujará hacia atrás.
En contraste con los medios más densos, las partículas en el medio más raro son libres de migrar. Por lo tanto, la rarefacción se produce en la intersección de los dos medios. Por lo tanto, la compresión incidente regresa como rarefacción después de la reflexión desde la superficie del material más raro. Como resultado, no se nota ningún cambio de fase cuando una onda de sonido de un medio más denso se refleja desde un medio más raro.
Lo mismo sucederá si se produce rarefacción en la superficie de un medio más raro y se refleja como compresión.
Como ilustración, imagine que el sonido viaja a través de una tubería llena de agua. Ahora imagine que el aire está presente en el extremo abierto de la tubería. Y ya sabemos que el agua es un medio más denso para el sonido que el aire. Como resultado, la alta presión hace que las moléculas de aire en el área circundante se alejen rápidamente cuando se produce la compresión en la interfaz agua-aire. Como resultado, la compresión se convertirá en rarefacción antes de reflejarse.
Reflexión de las ondas sonoras en una superficie curva:
Como hemos visto, diferentes superficies reflejan el sonido de manera diferente. De manera similar, la curvatura de la superficie afecta la forma en que se refleja el sonido. La curvatura de la superficie tiene la capacidad de cambiar la intensidad del sonido.
Las superficies curvas se clasifican en dos tipos:
- Superficies cóncavas y
- Superficies convexas.
Ahora vamos a considerarlo a fondo.
Reflexión del sonido desde una superficie cóncava:
Cuando las ondas de sonido golpean una superficie cóncava, las ondas reflejadas convergen, al igual que lo hacen con las ondas de luz. Además, las ondas reflejadas también tenían un único punto de enfoque. Como resultado, la intensidad de la onda de sonido reflejada aumenta a medida que se refleja desde la superficie cóncava.
Este fenómeno también se utiliza en el mundo natural. A partir de la investigación científica reciente, hemos llegado a conocer dos hechos:
- Un alce toro puede usar sus astas como un disco satelital con el que puede reunir y enfocar el sonido fácilmente.
- Según una profunda investigación y largos pensamientos de los científicos, los discos faciales de los búhos son esféricos y se pueden mover fácilmente para recoger y luego reflejar el sonido hacia sus oídos.
Aunque ocurre en la naturaleza, a menudo nos mantenemos alejados de las superficies cóncavas cuando tratamos de reflejar el sonido. La razón de esto es que centrarse en el centro geométrico de la superficie dará como resultado un punto de acceso ruidoso dentro de un espacio. Como resultado, la transmisión de sonido reflejado a larga distancia será inusual.
Si es necesaria una forma cóncava, probablemente será necesario utilizar materiales que absorban el sonido. Es posible que pueda reducir los problemas de ruido modificando la geometría de su curva con la ayuda de un especialista en acústica. El teatro se está aprovechando de este fenómeno.
En términos de mantener la intensidad del sonido reflejado, las superficies cóncavas se emplean típicamente frente a los altavoces en los cines. Sin embargo, como ya dijimos, produjo un punto de acceso alto, por lo que se refleja el ruido o el sonido anormal. Las paredes y el techo del teatro están construidos con materiales que absorben el ruido para reducir este ruido. Como resultado, ambas técnicas se mejoran entre sí al reducir la cantidad de error que queda.
Reflexión del sonido desde una superficie convexa:
Cuando las ondas sonoras inciden sobre la superficie convexa, el sonido reflejado divergerá en todas las direcciones posibles. Como el sonido diverge, obviamente, la intensidad del sonido disminuye.
La difusión del sonido desde la superficie convexa ayuda a que la mezcla musical se extienda en todas las direcciones y evita reflejos no deseados.
Varias geometrías ayudan en la difusión del sonido, que incluye:
- Hemisferio o medio cilindro
- Superficie con varios ángulos como patrón de diente de sierra
Otros fenómenos significativos asociados con la reflexión del sonido:
El reflejo del sonido hace que se produzcan eco y reverberación. Sin embargo, hay algunas diferencias entre los dos fenómenos. Hablemos de eso.
eco:
El término eco se refiere a la audición repetida del sonido reflejado. Se puede escuchar un eco cuando un sonido se refleja en un espacio grande.
Cualquier espacio enorme puede crear un eco, incluidos los espacios abiertos y cerrados. La distancia entre la fuente y el cuerpo reflectante debe ser superior a 50 pies para poder escuchar el eco de manera efectiva. Debido a la distancia relativamente larga, habrá una demora de tiempo entre los sonidos audibles. Por lo tanto, podemos escuchar dos o más sonidos distintos.
Piensa en ti mismo parado en una gran habitación vacía y hablando en voz alta "Hola". Luego, debido al reflejo del sonido en un área grande ya través de la superficie dura, escucha la palabra hola repetidamente como “Hola”,…..”Hola”,…..”Hola”. El sonido saldrá a la habitación y se reflejará desde las paredes hasta tus oídos. Cuanto más tiempo tarda el sonido en llegar a tu oído, más perturbador se vuelve.
Es posible que haya hecho esto mientras estaba de vacaciones en una estación de montaña gritando su nombre en las colinas. Es posible que haya notado que el eco también se produce durante las conversaciones cruzadas en las llamadas telefónicas.
Reverberación:
Cuando la distancia entre la fuente del sonido y la superficie reflectante es muy pequeña, el sonido original se mezcla con el sonido reflejado. Como resultado de la superposición de varios sonidos, se produce el sonido persistente o continuo. Esto se conoce como reverberación.
Es posible que haya escuchado esto si ha hablado en un gran domo, auditorio o salón. Como resultado de los diversos reflejos del sonido en este tipo de lugares, los sonidos reflejados a menudo se mezclan con el sonido original. A menudo necesita escuchar el efecto de reverberación si estos reflejos ocurren dentro de los 50 milisegundos o 0.05 segundos.
Aplicaciones de la reflexión del sonido:
La propiedad del sonido de ser reflejado está siendo utilizada para hacernos la vida más fácil. Las siguientes son las aplicaciones de la reflexión del sonido:
- Estetoscopio: El estetoscopio utilizado por los médicos se basa en la teoría de la reflexión del sonido. El médico lo usa para escuchar los latidos del corazón de los pacientes. Debido a varios reflejos del sonido que se producen dentro del estetoscopio, el médico puede escuchar claramente los latidos del corazón del paciente.
- Audífono: Otro dispositivo médico que aprovecha el principio de reflexión del sonido es el audífono. Las personas que tienen problemas de audición utilizan este dispositivo. El sonido se refleja en una región más delgada de ese dispositivo para que pueda dirigirse hacia los oídos con un alto nivel de intensidad.
- Sonar: Sí, la teoría de la reflexión del sonido también se aplica al sonar. El dispositivo que usa la señal reflejada para calcular la distancia y la velocidad de los objetos bajo el agua se llama sonar. Se emplea en barcos para identificar cualquier amenaza al barco para evitar accidentes trágicos como el Titanic. La Marina también lo emplea para encontrar minas y submarinos.
- Caja de resonancia: Las cajas de resonancia son simplemente superficies curvas que se colocan de tal manera que la fuente del sonido permanece enfocada. Reflejan uniformemente las ondas de sonido en toda la sala o auditorio. Como resultado, el empleo de una caja de resonancia mejora la calidad del sonido.
- Megáfono: Los reflejos múltiples también se utilizan en un megáfono. Tiene forma de embudo. Como resultado, cuando se produce sonido dentro del embudo del megáfono, las ondas se reflejan muchas veces antes de seguir el camino que conduce a la apertura del embudo. Como resultado, la amplitud del sonido aumenta al principio.
Esperamos que este artículo le haya brindado toda la información que necesita saber sobre el reflejo de las ondas de sonido de una manera útil. Visite nuestro sitio web para leer más artículos relacionados con la ciencia como este.
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Soy Alpa Rajai, Completé mi Maestría en Ciencias con especialización en Física. Estoy muy entusiasmado con escribir sobre mi comprensión de la ciencia avanzada. Les aseguro que mis palabras y métodos ayudarán a los lectores a comprender sus dudas y aclarar lo que buscan. Aparte de la física, soy un Kathak Dancer entrenado y también escribo mis sentimientos en forma de poesía a veces. Sigo actualizándome en Física y todo lo que entiendo lo simplifico y lo mantengo directo al grano para que se entregue claramente a los lectores.
