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1 / 18 Un altavoz y una columna de aire Este es un altavoz que reproduce un tono sostenido hacia una columna de aire, a tamaño real y ralentizado. Los botones de la parte superior abren otras ocho escenas; las pantallas inferiores muestran el mismo sonido como forma de onda, espectro y espectrograma.
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Guía Piezas Controles
01 Un altavoz y una columna de aire Este es un altavoz que reproduce un tono sostenido hacia una columna de aire, a tamaño real y ralentizado. Los botones de la parte superior abren otras ocho escenas; las pantallas inferiores muestran el mismo sonido como forma de onda, espectro y espectrograma.
02 El cono empuja el aire El cono de papel avanza y retrocede como un pistón. Cada empuje comprime el aire que tiene delante y cada retroceso lo deja un poco menos denso.
03 Bobina e imán Una corriente alterna circula por la bobina móvil, situada en el entrehierro de un imán permanente. La fuerza sobre el hilo sigue la corriente, así que el cono reproduce la señal eléctrica.
04 Compresiones y rarefacciones Las partículas solo oscilan alrededor de su propia posición. Lo que se aleja del altavoz es el patrón de capas densas y enrarecidas, a 343 m/s en aire a 20 °C.
05 Una longitud de onda La distancia de una capa densa a la siguiente es la longitud de onda: 343 ÷ 440 = 0,78 m. El aire caliente transmite el sonido más rápido, el helio casi tres veces más rápido, y las capas se separan en consecuencia.
06 Dos tonos que casi coinciden Se ha añadido un segundo tono 4 Hz más alto. Las dos ondas se sincronizan y desincronizan, por lo que la sonoridad crece y disminuye 4 veces por segundo, una vez cada 0,25 s.
07 La escala de decibelios Cada barra es un sonido cotidiano, con su altura determinada por su nivel en decibelios. Diez decibelios más son diez veces más energía, así que 120 dB transporta un billón de veces la energía de 0 dB.
08 Tímpano y tres huesecillos El tímpano es unas 17 veces mayor que la ventana oval, y los huesecillos añaden una palanca de aproximadamente 1,3. Juntos elevan la presión unos 27 dB, suficiente para mover el líquido de la cóclea.
09 Dónde llega cada altura tonal Desenrollada, la membrana basilar mide unos 35 mm. Un tono produce una onda que crece a lo largo de ella y alcanza su máximo en un lugar: 1 kHz a unos 21 mm de la base. Cambia la altura tonal y el máximo se moverá.
10 Una cuerda y sus sobretonos Una cuerda pulsada vibra en su fundamental y a 2, 3, 4 veces esa frecuencia a la vez. El lugar donde pulsas determina qué sobretonos son intensos: pulsa en el centro y desaparecerán los pares.
11 Tubos abiertos y cerrados Un tubo abierto resuena en todos los múltiplos de su nota más baja. Cierra un extremo y la nota más baja caerá una octava y solo quedarán los múltiplos impares.
12 Un parche de tambor Un parche redondo tiene modos determinados por funciones de Bessel. Sus frecuencias son 1, 1,59, 2,14, 2,30 veces la más baja, no números enteros, por eso un tambor simple tiene una altura tonal menos definida que una cuerda.
13 Sonido de una fuente móvil Cada anillo salió de la ambulancia en un lugar diferente. Delante de ella, los anillos se agrupan y la altura tonal es mayor; detrás se separan y es menor.
14 Más allá de la velocidad del sonido A 440 m/s, el avión a reacción adelanta a su propio sonido. Los anillos se acumulan en un cono y el oyente no oye nada hasta que el cono pasa como un estampido.
15 Reverberación Tras una palmada, el sonido rebota por la habitación y pierde parte de su energía en cada superficie. La fórmula de Sabine da el tiempo para caer 60 dB: 2,0 s en el Musikverein lleno.
16 Ondas estacionarias en un tubo A 858 Hz encajan exactamente cinco medias ondas en el tubo de 1 m. La onda se refleja sobre sí misma y el polvo de corcho se reúne donde el aire queda inmóvil, cada 20 cm.
17 Velocidad en distintos materiales El mismo pulso cruza el acero en aproximadamente 1/17 del tiempo que tarda en el aire. Los materiales rígidos son rápidos; los gases pesados como el hexafluoruro de azufre son lentos.
18 Cancelar el ruido El auricular reproduce el ruido invertido. Con la fase correcta ambos se cancelan; un retraso de solo 30 µs es un error pequeño a 100 Hz, pero grande a 5 kHz.
Caja Una caja de madera cerrada con bordes redondeados. Impide que la onda posterior del cono cancele la onda delantera. Altavoz de agudos Una pequeña cúpula de seda para las notas agudas. Una cúpula ligera puede moverse lo bastante rápido para 20 kHz, algo que el cono grande no puede hacer. Rejilla Un marco cubierto de tela fina que protege los transductores. Deja pasar el sonido casi sin alterarlo, por eso suele retirarse. Bastidor y centrador La cesta metálica que sujeta el transductor a la caja y el anillo de tela plegada que mantiene centrada la bobina. Imán Un imán anular con placas de acero. Deja un entrehierro estrecho con un campo magnético intenso y constante. Bobina móvil Hilo de cobre enrollado en un tubo de papel situado en el entrehierro del imán. La corriente que lo recorre empuja el cono hacia delante y atrás. Cono Un cono de papel ligero y rígido. Se mueve como un pistón y empuja el aire que tiene delante. Guardapolvo La cúpula del centro del cono. Impide que entre polvo en el entrehierro del imán. Suspensión El borde enrollado de goma blanda alrededor del cono. Permite que el cono se mueva unos milímetros y lo devuelve elásticamente a su posición. Partículas de aire Cada punto representa una pequeña porción de aire. Las capas naranjas están comprimidas y las azules, separadas. Gráfica de presión La presión del aire a lo largo de la columna en este instante. Los máximos coinciden exactamente con las capas naranjas. Regla de longitud de onda Una regla a escala real que comienza en el cono. La barra naranja es una longitud de onda: la velocidad del sonido dividida por la frecuencia. Micrófono Un micrófono de medición sobre un trípode. Convierte la presión de nuevo en tensión; las pantallas bajo la escena muestran lo que registraría. Escala de decibelios 15 sonidos como barras, de altura proporcional a su nivel en dB. Haz clic en una barra para elegirla. Sonómetro Un medidor con pantalla antiviento de espuma. Muévelo con el control Distancia: al aire libre, el nivel cae 6 dB cada vez que se duplica la distancia. Límites de exposición Tres varillas: 80 dB durante 40 horas semanales (OMS y UIT), 85 dBA durante 8 horas (NIOSH), 90 dB durante 8 horas (norma coreana). Oído externo El pabellón auricular y el conducto auditivo, de unos 25 mm de longitud. El conducto es un tubo cerrado por el tímpano y resuena cerca de 3 kHz. Tímpano Un cono fino de piel de unos 9 mm de diámetro. Los cambios de presión del conducto lo empujan hacia dentro y fuera. Huesecillos Martillo, yunque y estribo. Actúan como palanca y transmiten el movimiento del tímpano a la ventana oval, mucho más pequeña. Cóclea Una espiral llena de líquido de unas dos vueltas y media. En su interior, la membrana basilar clasifica el sonido por altura tonal. Membrana basilar desenrollada La membrana dibujada recta y 20 veces más larga. Los tonos agudos alcanzan su máximo cerca de la base y los graves cerca del ápice (fórmula de Greenwood). Conductos semicirculares Tres bucles perpendiculares entre sí. Perciben los giros de la cabeza, no el sonido. Nervio auditivo Unas 30 000 fibras nerviosas llevan las señales de la cóclea al cerebro. Trompa de Eustaquio Un tubo del oído medio a la garganta. Mantiene igual la presión del aire a ambos lados del tímpano. Hueso temporal El hueso del cráneo que alberga el oído medio e interno, aquí seccionado. Guitarra Una guitarra de cuerdas de acero con escala de 648 mm. El cuerpo y el aire interior convierten el pequeño movimiento de la cuerda en sonido. Cuerda vibrante Una cuerda dibujada con su forma real después de pulsarla: la suma de sus parciales, cada uno decayendo a su propio ritmo. Tubo de vidrio Un tubo a tamaño real de 22 mm de radio, abierto o cerrado en un extremo. Los puntos interiores muestran cómo se mueve el aire en el modo elegido. Tambor Un parche sujeto por su borde. Los colores muestran qué partes suben y cuáles bajan en el modo elegido. Carretera Una carretera recta a 1 : 40. Los vehículos y el oyente están dibujados ocho veces más grandes para que puedas verlos. Frentes de onda Un anillo por cada cresta de onda, que se expande a la velocidad del sonido desde donde estaba la fuente cuando lo emitió. Fuente en movimiento Una ambulancia, o un avión a reacción por encima de 120 m/s. Su control de velocidad es real; el tiempo está ralentizado ocho veces. Oyente La persona junto a la carretera. La gráfica muestra la altura tonal que oye mientras pasa la fuente. Habitación Suelo y tres paredes; la pared cercana y el techo están retirados. El modelo se escala para encajar y las cifras corresponden a la habitación real. Asientos y muebles Las personas y los asientos tapizados absorben mucho sonido, por eso una sala suena diferente vacía y llena. Paneles absorbentes Paneles de tela. Subir el control Absorción añade paneles y acorta el tiempo de reverberación. Partículas sonoras Cada punto es una porción de energía sonora que rebota en las paredes. Disminuye un poco en cada rebote según la absorción de la superficie. Tubo de Kundt Un tubo de vidrio de 1 m de longitud, cerrado en ambos extremos. En resonancia encaja dentro un número entero de medias ondas. Transductor Un pequeño altavoz que hace vibrar el aire del tubo a la frecuencia elegida. Polvo de corcho Polvo fino en el fondo del tubo. Se acumula donde el aire apenas se mueve (nodos de desplazamiento). Panel de onda estacionaria Azul: cuánto se mueve el aire. Naranja: cuánto cambia la presión. Uno alcanza su máximo donde el otro es cero. Pistas de materiales Ocho pistas de igual longitud: cuatro gases, dos aguas y dos metales. La etiqueta muestra la velocidad a la temperatura actual. Pulsos sonoros Un pulso por pista, todos iniciados juntos. Cada uno la cruza a la velocidad del sonido en su material. Tracto vocal Un tubo de 17 cm cerrado en los pliegues vocales. Sus resonancias dan forma a las vocales y suben en el helio. Auricular Un auricular cerrado. Las almohadillas bloquean bien las frecuencias altas; las bajas pasan, y de ellas se ocupa la electrónica. Micrófonos y transductor Un micrófono exterior capta el ruido, otro interior comprueba lo que queda y el transductor reproduce el antirruido. Tres ondas Gris: el ruido. Azul: el antirruido. Naranja: su suma, lo que llega al oído.
