Moviment ondulatori: ones mecàniques, electromagnètiques i so
Moviment ondulatori
El moviment ondulatori és una forma de transmissió d'energia que no va acompanyada de transport de matèria. És la propagació d'un moviment vibratori, és a dir, la propagació d'un moviment periòdic al voltant de la posició d'equilibri d'un cos.
Ona: és la posició que adopta a cada instant la pertorbació que s'ha produït.
Classificació de les ones
- Segons la necessitat o no d'un medi elàstic per propagar-se, cal distingir entre ones mecàniques i ones electromagnètiques.
- Segons quines siguin les direccions de vibració i de propagació, les ones poden classificar-se en longitudinals o transversals.
Ones mecàniques
Són aquelles que s'originen quan es produeix una pertorbació en un medi elàstic, sense el qual no hi hauria propagació.
Ones electromagnètiques
No necessiten necessàriament un medi elàstic, ja que es propaguen al buit.
Ones longitudinals
En aquestes, les vibracions de les partícules al voltant del seu punt d'equilibri es produeixen en la mateixa direcció en la qual es propaga l'ona. Es produeixen per compressions i dilatacions entre les partícules que vibren.
Ones transversals
En aquestes, les vibracions de les partícules al voltant del seu punt d'equilibri es produeixen en direcció perpendicular a la de la propagació de les ones.
Conceptes clau
- Front d'ona: és la línia o la superfície formada pels punts fins als quals ha arribat la pertorbació en un mateix instant.
- Raig: línia imaginària perpendicular al front d'ona.
- Velocitat de propagació (v): distància que l'ona recorre en cada unitat de temps.
- Longitud d'ona (λ): distància que separa dos punts consecutius de l'ona que vibren de manera idèntica (metres).
- Període (T): temps que tarda la pertorbació a recórrer una longitud d'ona; coincideix amb el temps que tarda un punt a realitzar una vibració completa (segons).
- Freqüència (f): és el nombre de vibracions que realitza un punt en la unitat de temps (Hz).
- Amplitud (A): és la separació màxima a la qual arriba, des de la posició d'equilibri, cadascun dels punts del medi que oscil·len (metres).
- Intensitat (I): és la quantitat d'energia que flueix pel medi a través de la unitat de superfície perpendicular a la direcció de propagació en la unitat de temps (W/m²).
El so
El so té el seu origen en la vibració dels cossos. És una ona mecànica perquè necessita un medi material per a poder propagar-se i és una ona longitudinal perquè les partícules del medi oscil·len en la mateixa direcció en la qual es propaga l'ona, emetent energia sonora. El so no es transmet al buit. El so es propaga en un mateix medi homogeni a velocitat constant, és a dir, amb moviment uniforme.
Reflexió del so
- Eco: L'oïda humana distingeix dos sons si es perceben amb una diferència d'una dècima de segon. Hi ha eco quan la superfície reflectant està a 17 m (mínim) perquè el so, al propagar-se a 340 m/s, recorrerà en una dècima de segon els 34 m del camí d'anada i tornada que hi ha entre l'observador i el reflector.
- Reverberació: Es produeix quan la distància és menor a 17 m. El so reflectit i el directe se superposen i només hi ha un únic so prolongat. És una barreja del fenomen de la reflexió i de les interferències constructiva i destructiva.
Refracció del so
El so es refracta al passar d'unes capes d'aire a unes altres amb diferents temperatures. Això origina una diferència de densitats i fa que la velocitat de propagació sigui diferent.
Intensitat física i fisiològica del so
La intensitat física és l'energia que passa en un segon a través de la unitat de superfície col·locada perpendicularment a la direcció de propagació del so (W/m²). Depèn de l'amplitud d'ona, per això distingim sons forts i febles. La sensació que es produeix a l'oïda quan percep certa intensitat de so s'anomena intensitat fisiològica o sonoritat. Es mesura en dB.
El to permet distingir sons aguts i greus. Percebem sons amb freqüències entre 20 i 20.000 Hz. -20 Hz: infrasons. +20.000 Hz: ultrasons.
Timbre: qualitat que fa possible distingir una font sonora d'una altra.
Contaminació acústica