Ondas sonoras – frecuencia (tono) y amplitud (intensidad)
Ciencias naturalesLuz y sonidoEdades 12–13
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La membrana de un altavoz vibra y hace que las partículas de aire de un tubo se junten y se separen; estas capas de compresión y enrarecimiento se propagan como una onda sonora mientras cada partícula solo oscila alrededor de su posición de reposo. Arrastra los controles de frecuencia y amplitud: una frecuencia mayor hace vibrar la membrana más rápido y da un sonido más agudo, mientras que una amplitud mayor hace vibrar las partículas con más fuerza y da un sonido más fuerte. Una gráfica de desplazamiento frente al tiempo muestra el periodo T = 1/f; elige un medio (aire, agua, acero, vacío) para ver cómo cambia la velocidad del sonido y que el sonido no se propaga en el vacío.
Lección: Ondas sonoras; Intensidad y tono del sonido
Qué muestra
El sonido es una onda longitudinal: la fuente que vibra junta las partículas del medio (compresiones) y las separa (enrarecimientos), y ese patrón avanza mientras cada partícula solo oscila alrededor de su posición de reposo. La frecuencia, número de vibraciones por segundo, determina el tono, y el periodo es T = 1/f. La amplitud determina la intensidad. La longitud de onda es λ = v/f, así que depende de la fuente y del medio: entre los medios mostrados, el sonido es más rápido en el acero y más lento en el aire, y no se propaga en el vacío.
Cómo usarla
Con el Medio en Aire, cambia solo la Frecuencia: observa la rapidez de la membrana del altavoz, cómo se acorta el periodo en la gráfica desplazamiento-tiempo y cuánto se acercan las compresiones. Después fija la frecuencia y cambia la Amplitud de vibración. Usa el Factor de cámara lenta para seguir una sola partícula y comprobar que no viaja con la onda. Por último, cambia el Medio a Agua, Acero y Vacío y compara la velocidad y la separación de las compresiones.
Parámetros que puedes cambiar
- Frecuencia 100–1000 Hz
- Amplitud de vibración 1–10 mm
- Medio Aire (343 m/s), Agua (1500 m/s), Acero (6100 m/s), Vacío (no se propaga)
- Factor de cámara lenta 50–500 ×
- Mostrar gráfica desplazamiento-tiempo
Preguntas para explorar
- ¿Cuál es el periodo de un sonido de 500 Hz y cómo lo confirma la gráfica?
- Si duplicas la amplitud sin cambiar la frecuencia, ¿qué cambia en el sonido y qué se mantiene igual?
- ¿Por qué los astronautas en la Luna no podrían oírse hablar sin radios?
