Espetro sonoro

Reflexão, absorção

e refração do som

Espetro sonoro Existe uma enorme variedade de frequências sonoras. O conjunto de

todas as frequências possíveis das ondas sonoras chama-se espetro

sonoro.

O espetro sonoro está relacionado com as frequências sonoras e

contempla não só os sons aos quais o ouvido humano é sensível, os

sons audíveis (frequência entre 20 Hz e 20000 Hz), mas também os

infrassons (frequência inferior a 20 Hz), e os ultrassons (frequência

superior a 20000 Hz).

Existem animais que são

capazes de detetar gamas de

frequências diferentes

daquela que é detetada pelos

seres humanos. Por exemplo,

os cães conseguem detetar

uma gama de frequências que

vai dos 15 Hz aos 50 kHz.

Existem animais que emitem

e detetam frequências

sonoras altíssimas, como o

caso dos morcegos, das

baleias e dos golfinhos,

enquanto outros conseguem

detetar infrassons muito

baixos, como o elefante.

Nível sonoro

O ouvido humano é capaz de ouvir sons com frequências

compreendidas entre os 20 Hz e os 20000 Hz, no entanto, só ouve

sons determinadas intensidades.

Para cada frequência existe uma intensidade mínima abaixo do

qual não ouvimos os sons e uma intensidade máxima do qual a

membrana do tímpano pode suportar.

O ouvido humano não é sensível a sons muitos fracos, e sons

muitos fortes podem prejudicar a nossa audição.

Para classificar os sons em fracos e fortes usa-se

uma grandeza chamada nível sonoro (relaciona a

intensidade de um som com a intensidade do som

mais fraco que podemos ouvir) e pode ser medida

com os aparelhos chamados sonómetros.

A unidade SI do nível sonoro é o bel, símbolo

B.

Como 1 bel é um valor muito grande,

habitualmente se usa o submúltiplo decibel, dB,

para indicar o nível sonoro.

1 dB = 0,1 B ou 1 B = 10 dB

Na escala de decibéis:

O valor 0 dB corresponde ao nível sonoro mínimo detetado pelo

ouvido humano – limiar de audição.

O valor 120 dB corresponde ao nível sonoro máximo suportável

pelo ouvido humano – limiar de dor.

Os valores do nível sonoro correspondentes ao limiar de audição e

ao limiar de dor dependem da frequência do som.

Os sons graves, de pequena frequência, só são detetados a níveis

sonoros mais elevados.

Os sons agudos, de elevada frequência, são detetados a níveis

sonoros baixos.

Reflexão do som/Eco/Reverberação

A reflexão ocorre quando as ondas sonoras encontram superficies duras e lisas e voltam para trás, noutra direção ou na mesma direção com mudança de sentido.

Um dos efeitos da reflexão das ondas sonoras é o eco - consiste em ouvir a repetição de um som emitido.

Mas nem sempre que o som se reflete há eco. Nós só conseguimos distinguir dois sons se eles chegarem aos nossos ouvidos separados de pelo menos 0,1 s.

Só há eco se o som refletido chegar aos nossos ouvidos pelo menos 0,1 s depois de ser emitido (o som emitido e refletido precisa de percorrer 34 m no ar).

m34d0,1340dΔtvdΔt

dv

s0,1Δt

m/s340var

Metade da distância é percorrida no sentido do emissor do som para a superficie refletora e a outra metade no sentido da superficie refletora para o emissor do som. Por isso, a distância mínima a que a superficie refletora se deve situar, para ouvir o eco, é de 17 m.

Se a superficie refletora se encontrar a menos de 17 m do emissor, ocorre a reflexão, mas não há eco.

Se a superficie refletora se encontrar a mais de 17 m do emissor, o ouvido humano consegue distinguir o som emitido do som refletido, e há eco.

Utilização do eco e dos ultrassons O sonar é uma aplicação da reflexão de ultrassons. Envia

ultrassons e recebe os respetivos ecos. Este aparelho permite determinar a profundidade da água que fica por baixo de um barco ou a distância a que se encontra, por exemplo um cardume, submarinos, etc.

A partir da velocidade de propagação do som na água e do tempo que decorre a emissão do ultrassom e a recepção do ultrassom refletido, calcula-se a distância percorrida. Metade desse valor corresponde à distância a que se encontra o “obstáculo”.

A ecografia, que permite obter imagens do interior do nosso corpo, é outra aplicação da reflexão de ultrassons.

Reverberação do som

A reverberação é uma consequência da reflexão do som. Consiste no prolongamento do som original por reflexões sucessivas.

As reflexões sucessivas nas paredes, tectos e outros obstáculos (a menos de 17 m para não produzir eco), provocam alterações na intensidade dos sons que ouvimos. Como consequência, o som demora algum tempo até deixar de ser ouvido.

A reverberação pode ajudar a compreender o que está a ser dito por

um orador num auditório. No entanto, o excesso de reverberação

pode atrapalhar o entendimento.

Absorção do som

Para ouvirmos com nitidez é necessário evitar a reflexão do som. Para isso usam-se materiais que absorvem o som em vez de o refletirem.

Materiais com superficies rugosas (como os tecidos de cortina, sofás, tapetes, papel de parede, cartão, cortiça, borracha e esferovite) absorvem bem o som (o som não se propaga facilmente através deles).

Os materiais onde o som se propaga com facilidade (como os metais, ligas metálicas, betão e certos tipos de vidro), sem que haja grande diminuição da sua intensidade, são maus isoladores sonoros.

Refração do som

Refração do som consiste na passagem do som de um meio material para outro, com mudança, em geral, de direção e com velocidade diferente.