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Para entender como funciona el oído, los fenómenos naturales en los que se produce sonido y los avances tecnológicos relacionados con el sonido, es necesario saber; ¿qué es el sonido?. Su conocimiento permitirá explicar cómo se genera la música, la audición o determinar cual es el nivel de ruido admitido por el oído humano.

El sonido consiste en ondas mecánicas asociadas a partículas vibrantes. Por tanto para que se produzca sonido se necesita una vibración. Por ejemplo, la de un tambor, la de las cuerdas vocales, la de la membrana de un altavoz, etc. Para que se propague se necesita un medio que puede ser sólido, liquido o gas. Para simplificar, consideramos el aire en reposo. Lo que hace la fuente sonora es desplazar a las partículas de aire (molécula), en contacto con ella, de sus posiciones de equilibrio. Esas partículas comienzan a vibrar alrededor de su posición de equilibrio.

Es lo que hace un muelle cuando lo estiramos y soltamos. Esa vibración se trasmite a las partículas adyacentes y así, sucesivamente. La vibración se produce en la dirección de propagación de la onda, por ello decimos que tenemos una onda mecánica longitudinal. Si la vibración fuera perpendicular a la propagación tendríamos una onda transversal.

En los sólidos el sonido se propaga con las dos, longitudinales y transversales.

En los líquidos y gases, solo longitudinales.

La vibración de las partículas de aire produce, en la dirección de propagación, zonas que tienen mucha densidad de partículas y zonas con poca densidad. Es lo mismo que decir, zonas de más presión y zonas de menos presión. Este efecto se nota muy bien en la vibración de las faldas y pantalones cuando asistimos a conciertos musicales con altavoces de altísima potencia. Debido a que la propagación del sonido necesita un medio material, a diferencia de la luz, no se propaga en el vacío. Por tanto a la tierra no nos podría llegar el sonido que produce una explosión fuera de nuestra atmósfera.

Vemos ahora algunas propiedades del sonido. La primera es la velocidad que nos indica cuanto tiempo tarda en pasar la vibración de una partícula a la siguiente. Por tanto la velocidad depende de la proximidad entre las partículas. Por ello la velocidad del sonido en el aire depende de la temperatura y la altura. Por ejemplo, la velocidad del sonido en el aire al nivel del mar y a 20ºC es de 1.193 km/h. Si subimos al Himalaya, dependiendo de la temperatura, está alrededor de los 1.125 km/h. Además en un sólido el sonido se trasmite a mayor velocidad que en un líquido y, en éste, a mayor velocidad que en un gas. Por ello los indios escuchaban el trote de los caballos acercando la oreja al suelo. Una segunda propiedad es el tiempo que tarda cada partícula en realizar una vibración completa. Se llama frecuencia y se mide en hercios.

Un hercio es un ciclo (vibración) por segundo. El oído humano oye sonidos entre 20 y 20.000 hercios. Relacionado con la frecuencia está el tono y otros conceptos que tienen que ver con la música. La fuente sonora suministra energía al medio en el que se propaga el sonido. Cuanto mayor es la energía de la fuente, mayor es el desplazamiento de las partículas. La energía suministrada al medio por unidad de tiempo y de superficie se denomina intensidad del sonido y la energía por unidad de tiempo potencia. Como el rango de frecuencia audible es muy grande, para medir la intensidad se emplea una unidad que está basada en escalas de 10 y se llama decibelio. Así, un sonido de 20 decibelios es 100 veces más intenso que uno de 10 decibelios. Con esto ya podemos explicar la cuerda de la guitarra, la flauta y otras muchas cosas relacionadas con el sonido.