Reflexión y refracción del sonido

De Wikillerato

Para otros usos del término reflexión, véase Reflexión (desambiguación)

Para otros usos del término refracción, véase Refracción (desambiguación)

Reflexión del Sonido

Cuando el sonido se refleja sobre un obstáculo fijo, una pared por ejemplo, el módulo de la velocidad se conserva.

En la propagación del sonido, se cumplen también las leyes de la reflexión de las ondas, es decir, î = ^r, que ya se han visto sobre la superficie del agua y que se ven al estudiar la óptica geométrica. Sólo que aquí no las vemos, pero sí las percibimos, sobre todo, en tanto que la longitud de onda de la vibración reflejada sea inferior a la mayor de las dimensiones del objeto plano sobre el que se refleja.

Si observamos lo que ocurre en una sala de conciertos, en las que una puerta estuviera entreabierta, no podríamos oír los compases de un violín, o de cualquier solista, más que desde unas posiciones determinadas, que estarán en la dirección del rayo sonoro reflejado.

Refracción del Sonido

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.

La refracción se origina en el cambio de velocidad que experimenta la onda. El índice de refracción es precisamente la relación entre la velocidad de la onda en un medio de referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio de que se trate.

Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido. Es la desviación que sufren las ondas en la dirección de su propagación, cuando el sonido pasa de un medio a otro diferente. A diferencia de lo que ocurre en el fenómeno de la reflexión, en la refracción, el ángulo de refracción ya no es igual al de incidencia.

La refracción se debe a que al cambiar de medio, cambia la velocidad de propagación del sonido. La refracción también puede producirse dentro de un mismo medio, cuando las características de este no son homogéneas, por ejemplo, cuando de un punto a otro de un medio aumenta o disminuye la temperatura.

Ejemplo: Sobre una superficie nevada, el sonido es capaz de desplazarse atravesando grandes distancias. Esto es posible gracias a las refracciones producidas bajo la nieve, que no es medio uniforme. Cada capa de nieve tiene una temperatura diferente. Las más profundas, donde no llega el sol, están más frías que las superficiales. En estas capas más frías próximas al suelo, el sonido se propaga con menor velocidad.

Sólo las ondas armónicas tienen el módulo de la velocidad bien determinado en un medio dispersivo. En un medio de estas características, cualquier otra vibración, no armónica, se deforma al propagarse.

En la frontera de un medio propagador, tal que la superficie de un tabique, hay siempre reflexión y refracción parciales. Una parte de la energía sonora se refleja sobre la pared, conforme a las leyes de reflexión de ondas esféricas sobre una superficie plana, cumpliéndose para cada rayo sonoro incidente la igualdad de los ángulos de incidencia y de reflexión.

Pero hay otra parte de la energía sonora que se refracta en la pared, y que también la absorbe, y de la que sólo transmite una pequeña fracción a la habitación contígua tras una nueva reflexión y refracción parciales.

Utilizando los materiales adecuados, el sonido puede ser totalmente absorbido y no molestar a los vecinos.