Estudio y sonoridad de madera para guitarra – Parte 15

¿QUÉ ES EL SONIDO?

Antes de analizar las ondas sonoras veamos lo que es una onda en general.

En la naturaleza existen diferentes tipos de ondas, entre las cuales se encuentran las sonoras.

Imaginemos una cuerda que está fija en uno de sus extremos a una pared (Figura 9) y que la sostenemos con la mano en su otro extremo. En el instante inicial la cuerda está en reposo y en posición horizontal. Ahora subamos la mano; al hacerlo moveremos la parte AB de la cuerda que estamos sujetando con la mano. Nos damos cuenta que en un instante posterior la porción BC de la cuerda empezará a subir. Posteriormente CD empezará a subir y después, DE también lo hará, etc. De hecho, cuando la parte AB sube, arrastra hacia arriba la porción BC; al subir BC arrastra a su vez hacia arriba a CD y así sucesivamente. Al moverse, cada parte de la cuerda arrastra la porción que está a su lado. En todo esto hay que darse cuenta que nuestra mano solamente movió la porción AB; nuestra mano no movió las porciones BC, CD, DE, etc. De hecho, ni siquiera las ha tocado.

Al perturbar la cuerda en el punto A se crea una perturbación en los demás puntos. Esta perturbación que se propaga es una onda.

Podemos decir que nuestra mano sacó a la cuerda de su posición de equilibrio, que es la horizontal; o sea, nuestra mano perturbó la cuerda y más específicamente perturbó la parte AB. A su vez, la parte B perturbó la sección BC; en seguida, la parte BC perturbó la porción CD, etc. Es decir, la perturbación que nuestra mano causó en una parte bien precisa de la cuerda se ha ido propagando al resto de ella. Esta propagación de la perturbación es una onda. Nos damos cuenta que la perturbación que generó nuestra mano se propagó a lo largo de la cuerda. Se dice que la cuerda es el medio en el que se propaga la onda así generada.

En general, una onda es una perturbación que se propaga en un medio.

Otro ejemplo de creación de una onda ocurre cuando lanzamos una piedra a un estanque de agua. Cuando la piedra llega al agua la mueve. Nos damos cuenta de que en instantes posteriores, partes adyacentes a la porción de agua en que cayó la piedra empiezan a moverse; nótese que estas partes no fueron tocadas por la piedra. Más tarde aun, otras partes del agua, que tampoco fueron tocadas por la piedra, empiezan también a moverse. La piedra causó una perturbación en el agua y esta perturbación se propagó. Es decir, se creó una onda. En este ejemplo, la onda se propagó en el agua, o sea que el agua fue el medio.

Otro tipo de onda es el siguiente: consideremos un recipiente dentro del cual haya aire (Figura 10); supóngase que la parte superior del recipiente esté cubierta con una membrana elástica que no deja pasar el aire hacia afuera. Ahora apretemos la membrana comprimiendo el aire dentro del recipiente. Para empezar, la región AB de aire adyacente a la membrana se comprime. Al transcurrir el tiempo uno se puede dar cuenta que esta región AB deja de estar comprimida pero el aire que ocupa la región adyacente BC se comprime. En instantes de tiempo posteriores, la región BC deja de estar comprimida, pero el aire que está en la región CD se comprime. De esta forma, la compresión se va propagando a lo largo de todas las regiones del aire dentro del recipiente. Es decir, la perturbación que aplicamos al apretar la membrana, perturbación que comprimió el aire en la región AB, se fue propagando al resto del aire. Por tanto, se generó una onda. En este caso, la onda es de compresión del aire y el medio en que se propaga la onda es precisamente el aire.

Otra, posibilidad es que en lugar de apretar la membrana la estiremos hacia arriba (Figura 11). En este caso el aire que queda entre la membrana y el nivel B ocupa un volumen mayor que el que tenía en la figura 10. Como la cantidad de aire en las dos figuras, 10 y 11, es el mismo, ahora el aire queda diluido, es decir, rarificado. Este efecto es el opuesto al de compresión. Por tanto, al estirar la membrana la región AB experimenta una rarefacción.

En instantes posteriores nos podemos dar cuenta que la región adyacente BC quedará rarificada ya que el aire que había en ella se mueve hacia la región AB. Aun más adelante, será la región CD la que se rarifique y así sucesivamente. Es decir, la perturbación, que ahora es la rarefacción, se ha propagado en el aire. En este caso, la onda así creada es de rarefacción.

También se puede generar una onda en que se propague tanto una compresión como una rarefacción. En efecto, supóngase que primero empujamos y luego jalamos la membrana. Al empujar comprimimos el aire y al jalar lo rarificamos. Lo que ocurre es lo siguiente: en primer lugar, la región AB se comprime. Posteriormente, la región adyacente BC se comprime. Si ahora la membrana se jala, entonces la región AB se rarifica. En un instante posterior, la región CD queda comprimida mientras que la región BC queda rarificada y así sucesivamente. Se ha generado una onda de compresión y de rarefacción.