SOM Os sons são ondas mecânicas, vulgarmente utilizadas na comunicação. Podem ser produzidas de diversas maneiras, como, por exemplo, a fala, que resulta da vibração das cordas vocais, ou a música produzida por violino, que resulta da vibração das cordas do instrumento. Na origem de qualquer som está sempre a vibração de corpos ou partículas, que se transmite a todo o meio em redor da fonte sonora. PRODUÇÃO E PROPAGAÇÃO DE UM SINAL SONORO O som tem origem na vibração de um meio elástico. A produção do som ocorre devido às sucessivas compressões e rarefações do meio, como mostra a figura: Nas compressões verifica-se um aumento da pressão ou densidade do meio e nas rarefações verifica-se uma diminuição da pressão ou da densidade do meio. A figura que se segue mostra a representação gráfica deste fenómeno.
Δp x/m No gráfico apresentado, Δp, representa a variação de pressão em relação à pressão de equilíbrio, ou seja, à pressão atmosférica. Δp = p p 0 p pressão do ar numa dada posição (x). p 0 pressão atmosférica (de equilíbrio). As compressões e as rarefações podem ser detetadas por um microfone ligado a um osciloscópio. CARATERÍSTICAS DAS ONDAS SONORAS Estas caraterísticas são as seguintes: Amplitude. Comprimento de onda. Período. Frequência. Velocidade.
QUALIDADES DO SOM Estas qualidades são as seguintes: Intensidade. Altura. Timbre. Duração. PROPRIEDADES DO SOM Estas propriedades são as seguintes: Reflexão. Refração. Difração. Absorção. VELOCIDADE DO SOM A velocidade de propagação de uma onda sonora depende do meio elástico onde se propaga. Normalmente o som tem uma maior velocidade nos sólidos e uma menor velocidade nos gases. As diferentes velocidades de propagação também se devem à natureza das partículas que constituem o meio e às forças que ligam essas partículas. No ar a velocidade é diretamente proporcional à temperatura e à humidade, não variando com a pressão ou com a frequência. Relativamente à temperatura, apresentam-se dados sobre a velocidade do som na tabela que se segue:
Temperatura do ar / 0 C Velocidade do som / ms -1 0 331,5 10 337,5 20 343,4 30 349,2 Como valor médio da velocidade do som no ar considera-se 340 m/s. SONS HARMÓNICOS O som emitido por um diapasão é um som harmónico, visto que a vibração que o origina é descrita por uma função seno (ou cosseno), ou seja, o sinal que se propaga é harmónico. Este som harmónico corresponde a uma única frequência e por isso também se designa som simples, ou puro. A velocidade de propagação de uma onda sonora depende do meio elástico onde se propaga. Se a frequência de uma onda sonora for elevada o som será agudo, se for baixa o som será grave. Em acústica a altura significa o mesmo que frequência: o som agudo chama-se alto e o grave chama-se baixo. Os sons podem ainda ser fortes ou fracos, consoante a sua intensidade. Entre dois sons com a mesma altura, é mais intenso o que tiver maior
amplitude; entre dois sons com a mesma amplitude, é mais intenso o que tiver maior frequência. SONS COMPLEXOS A maior parte dos sons são complexos, pois os seus sinais não são sinusoidais. Contudo, pode-se considerar que são compostos por sinais sinusoidais, e por isso neles podem ser decompostos. Um som complexo é a soma ou sobreposição de vários sons puros, ou seja, de vários harmónicos. Som harmónico Som harmónico Som complexo
O número de harmónicos e a sua proporção nos sons emitidos por instrumentos musicais é o que permite distinguir o som de um violino do de um clarinete. Além disso, é o que permite distinguir as vozes das diferentes pessoas. Esta caraterística do som designa-se por timbre. Os instrumentos musicais utilizam notas musicais cuja frequência é apresentada na seguinte tabela: Nota musical Dó Ré Mi Fá Sol Lá Si Frequência / Hz 264 297 330 352 396 498 528 ESPETRO SONORO O ouvido humano tem uma sensibilidade limitada, tanto em frequência como em intensidade. Assim, a banda do audível de um ouvido humano, em boas condições, situa-se entre 20 Hz e 20 000 Hz (espetro sonoro). Os sons de frequência inferior a 20 Hz designam-se por infrassons e os de frequência superior a 20 000 Hz designam-se por ultrassons. Infrassons 20 Sons audíveis 20000 Ultrassons f/hz O ouvido humano só é sensível se a intensidade do som for maior que 10-12 W/m 2 (limiar de audibilidade). Para intensidades acima de 1 W/m 2 (limiar de sensação dolorosa) poderão surgir danos irreparáveis no aparelho auditivo.
REFLEXÃO DO SOM Ocorre quando há mudança da direção ou do sentido da propagação da onda sonora. Um dos efeitos desta propriedade é o eco. As superfícies lisas refletem bem o som. Um exemplo de aplicação desta propriedade do som é o sonar. Trata-se de um sistema de localização e prospeção de obstáculos por meio de ondas sonoras, ultrassons de frequências entre 40 000 Hz a 50 000 Hz, tirando partido da sua reflexão. Outro exemplo de aplicação desta propriedade do som é a ecografia. Neste caso, são utilizados ultrassons de frequência muito maior. Com a ecografia obtêm-se imagens do interior do corpo humano.