Las cuatro cualidades básicas del sonido son la altura, la duración, el timbre o color y la intensidad, fuerza o potencia.
La altura:
Indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras, medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).
· vibración lenta = baja frecuencia = sonido grave.
· vibración rápida = alta frecuencia = sonido agudo.
Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendido entre el rango de audición de 16 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Cuanta más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.
La intensidad:
Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte o suave de un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil. Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell. En música se escriben así:
· piano pianissimo (ppp) - más suave que pianissimo
· Pianissimo (pp) - muy suave
· Piano (p) - suave
· Mezzo Piano (mp) - medio suave
· Mezzo Forte (mf) - medio fuerte
· Forte (f)-fuerte
· Fortissimo (ff) - muy fuerte
· forte fortissimo (fff) - más fuerte que fortissimo
El timbre:
Es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. La voz propia de cada instrumento que distingue entre los sonidos y los ruidos. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos. Se define como la calidad del sonido, cada cuerpo sonoro vibra de una forma distinta. Las diferencias se dan no solamente por la naturaleza del cuerpo sonoro (madera, metal, piel tensada, etc.), sino también por la manera de hacerlo sonar (golpear, frotar, rascar). Una misma nota suena distinta si la toca una flauta, un violín, una trompeta, etc. Cada instrumento tiene un timbre que lo identifica o lo diferencia de los demás. Con la voz sucede lo mismo. El sonido dado por un hombre, una mujer, un/a niño/a tienen distinto timbre. El timbre nos permitirá distinguir si la voz es áspera, dulce, ronca o aterciopelada. También influye en la variación del timbre la calidad del material que se utilice. Así pues, el sonido será claro, sordo, agradable o molesto.
La duración:
Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc. Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda con arco, como el violín, y los de viento (utilizando la respiración circular o continua); pero por lo general, los de viento dependen de la capacidad pulmonar, y los de cuerda según el cambio del arco producido por el ejecutante.
Fuentes del sonido:
El sonido es un tipo de ondas mecánicas longitudinales producidas por variaciones de presión del medio. Estas variaciones de presión (captadas por el oído humano) producen en el cerebro la percepción del sonido. Existen en la naturaleza sonidos generados por diferentes fuentes de sonido y sus características de frecuencia (altura), intensidad (fuerza), forma de la onda (timbre) y envolvente (modulación) los hacen diferentes e inconfundibles, por ejemplo, el suave correr del agua por un grifo tiene las mismas características en frecuencia, timbre y envolvente que el ensordecedor correr del agua en las cataratas del Iguazú, con sus aproximadamente 100 metros de altura de caída libre, pero la intensidad (siempre medida en decibelios a un metro de distancia de la zona de choque) es mucho mayor.
“De los requisitos apuntados, el de la envolvente es el más significativo, puesto que es "la variación de la intensidad durante un tiempo, generalmente el inicial, considerado", el ejemplo de la diferencia de envolventes es la clara percepción que tenemos cuando algún instrumento de cuerda raspada (violín, violoncelo) son ejecutados "normalmente" (con el arco raspando las cuerdas" o cuando son pulsados (pizzicato); mientras que en el primer caso el sonido tiene aproximadamente la misma intensidad durante toda su ejecución, en el segundo caso el sonido parte con una intensidad máxima (la cuerda tensa soltada por el músico) atenuándose rápidamente con el transcurso del tiempo y de una manera exponencial, de manera que la oscilación siguiente a la anterior sigue una ley de variación descendente.” (Fisiologia enfocada en clinica, 2013).
Entre los instrumentos que exhiben una envolvente constante tenemos primordialmente el órgano de tubos (y sus copias electrónicas), el saxofón (también de aire, como el órgano) y aquellos instrumentos que, no siendo de envolvente fija, pueden fácilmente controlar esta función, como la flauta (dulce y armónica), la tuba, el clarinete y las trompetas, pífano y pitos, bocinas de medios de transportes (instrumentos de advertencia); entre los instrumentos de declinación exponencial tenemos todos los de percusión que forman las "baterías": bombos, platillos, redoblantes, tumbadoras (en este ramo debemos destacar los platillos, con un tiempo largo de declinación que puede ser cortado violentamente por el músico) mediante un pedal.
Audición y ondas sonoras:
En la audición los sonidos que vienen del aire es decir de dicha fuente origina las ondas cuando es inducida a vibrar, por algún mecanismo adecuado. Su vibración es comunicada al medio que le rodea, al cual comprime y descomprime, generando así un juego de presiones que se propagan como ondas. En el aire estas ondas sonoras se propagan a una velocidad de 332 m/seg (0° C).Cada onda sonora tiene una longitud () y una amplitud (a) o intensidad o fuerza, parámetros que se combinan y la caracterizan. Así al aumentar , el tono se escucha más bajo. Cuando se reduce al sonido se escucha menos. Otra propiedad de las ondas sonoras es su frecuencia (F) medida en Hertz (Hz). Cada sonido puro tiene una sola F, que lo define y que representa su tono (número de ciclos por segundo). Normalmente, los sonidos son mezclas de tonos diferentes. Hay una frecuencia fundamental (el tono más bajo) sobre la cual se sobreponen frecuencias más altas distintas, que constituyen el timbre del sonido.
El umbral para la percepción de un sonido, que depende de la frecuencia, es la presión mínima que necesita un sonido para inducir su audición. La presión de un sonido se mide, como nivel de presión, en unidades prácticas, los decibeles (dB). Para cualquier sonido (Px), su intensidad se calcula comparándola con un nivel arbitrario de presión sonora (Po = 2*105 Pa, donde Po es la presión de referencia, Pa = Pascal). Su presión se calcula, entonces, aplicando la siguiente fórmula: Nivel de presión del sonido x (en dB) = 20 log Px/Po.Las ondas sonoras se propagan por el aire y alcanzan al oído externo, en el cual penetran a través del conducto auditivo externo. Al hacerlo estimulan la membrana del tímpano, que cierra el extremo interno de dicho conducto. Al vibrar esta membrana, se induce la vibración de una cadena de huesecillos ubicados en el oído medio. Estos huesecillos transmiten su vibración a la ventana oval, que es una estructura membranosa que comunica el oído medio con la cóclea del oído interno.
Al moverse la membrana oval, mueve el líquido (perilinfa) que llena una de las tres cavidades de la cóclea generando en él ondas. Estas ondas estimulan mecánicamente a las células sensoriales (células pilosas) ubicadas en el órgano de Corti, dentro de la cóclea en la cavidad central, la rampa media. Esta cavidad está llena de un líquido rico en K+, la endolinfa. Las células embebidas en la endolinfa, cambian su permeabilidad al K+ por efecto del movimiento de los cilios y responden liberando un neurotransmisor que excita a los terminales nerviosos, que inician la vía sensorial auditiva.
Para entender cómo oímos, primero tiene que saber que los sonidos son vibraciones invisibles que se desplazan por el aire. Cuando alguien habla, las hojas crujen, suena un teléfono o alguien genera un 'sonido', se envían vibraciones por el aire en todas las direcciones. A estas vibraciones las llamamos ondas sonoras. Casi todas las ondas sonoras son únicas. Por eso cada persona o cosa suena diferente, y también por eso una persona o cosa no siempre suena igual. Las ondas sonoras pueden ser agudas o graves, altas o bajas. Cuando nuestros oídos captan ondas sonoras, las convierten en mensajes que puede entender nuestro cerebro. La calidad con que son captadas y la claridad con que son enviadas a nuestro cerebro dependen de lo bien que funcionen nuestros oídos.
· Las partes del oído
· Hay tres partes principales en el oído:
· El oído externo: capta las ondas sonoras y las dirige al oído medio.
· El oído medio: transforma las ondas sonoras del aire en ondas de presión mecánica que a continuación se transfieren a los líquidos del oído interno.
· El oído interno (cóclea): convierte las ondas de presión en señales sonoras que nuestro cerebro puede entender.
Para oír de forma natural, cada una de estas partes debe funcionar correctamente.
1) El sonido entra en el conducto auditivo
Las ondas sonoras se desplazan a través del conducto auditivo y alcanzan el tímpano.
2) El tímpano y los huesos auditivos vibran
Estas ondas sonoras hacen vibrar el tímpano y los tres huesos (huesecillos) del oído medio.
3) El líquido se mueve a través del oído interno
Las vibraciones se transmiten a través del líquido del oído interno en forma de espiral y hacen moverse las minúsculas células ciliadas de la cóclea. Las células ciliadas detectan el movimiento y lo convierten en señales químicas para el nervio auditivo.
4) El nervio auditivo lo comunican al cerebro
El nervio auditivo envía la información al cerebro mediante impulsos eléctricos, que son interpretados allí como sonido.
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