¿que sucede con el tono del sonido si fuere y/o el oyente se mueven?
cualidades del sonido, timbre y efecto doppler
sonido
observador acerca de la fuente
timbre
El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia.
*Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad
En todos los sonidos que percibimos se pueden distinguir tres cualidades: sonoridad, tono y timbre
imaginemos que un observador O se mueve con una velocidad que tiene una dirección y sentido hacia una fuente de sonido S que se encuentra en reposo. El medio es aire y también se encuentra en reposo. La fuente emite un sonido de velocidad V,
Sin embargo, no debemos olvidar que como la velocidad
del medio no cambia, la longitud de onda será la misma, por lo tanto, si:
Eco y reverberación
efecto doppler
es el fenómeno por el cual la frecuencia de las ondas percibida por un observador varía cuando el foco emisor o el propio observador se desplazan uno respecto al otro. En este apartado vamos a estudiar:
foco y observador en reposo
Los círculos concéntricos de la figura representan los frentes de onda emitidos por el altavoz. A la derecha, un observador en reposo, percibirá la misma longitud de onda λ emitida por el foco.
foco en movimiento y observador en reposo
La frecuencia aparente o frecuencia percibida por un receptor en reposo de ondas aumenta cuando el foco emisor se aproxima al receptor y disminuye cuando se aleja según la expresión:
f'=f⋅vv∓vF
le eco es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja perpendicularmente en una pared. El oído puede distinguir separadamente sensaciones que estén por encima del tiempo de persistencia, que es 0.1 s para sonidos musicales y 0.07 s para sonidos secos (palabra). Por tanto, si el oído capta un sonido directo y, después de los tiempos de persistencia especificados, capta el sonido reflejado, se apreciará el efecto del eco. .
observador alejándose de una fuente
velocidad de la fuente
Como se supone que ya sabemos, se llama efecto Doppler a las variaciones aparentes en la frecuencia de una onda cualquiera (sonora, luminosa, en el agua, etcétera), causadas por el movimiento ya sea de la fuente emisora, ya sea del receptor de la onda sonora o de ambos.
ejemplos
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v f = 0: velocidad de la fuente (fuente en reposo)
v o = 20 m/s: velocidad del observador (con signo + ya que se acerca a la fuente)
v s = 343 m/s: velocidad del sonido
f f = 440 Hz: frecuencia real que emite la fuente
f o = x (desconocida): frecuencia que percibe el observador
Analicemos los datos que tenemos:
Pregunta: ¿con qué frecuencia recibe el sonido el observador?
El mono (perdón, el receptor u observador) camina hacia la fuente (la radio, fija) con velocidad de 20 m/s
La radio (fuente en reposo) emite un sonido con frecuencia de 440 Hz
formulas
Analicemos el caso contrario: cuando el observador se aleja de la fuente, la velocidad será y de manera análoga podemos deducir que
fuente acercandose a observador
En este caso la frecuencia aparente percibida por el observador será mayor que la frecuencia real emitida por la fuente, lo que genera que el observador perciba un sonido más agudo.
Por tanto, la longitud de onda percibida para una fuente que se mueve con una velocidad
como podemos deducir que
Fuente alejándose del observador
Haciendo un razonamiento análogo para el caso contrario: fuente alejándose; podemos concluir que la frecuencia percibida por un observador en reposo con una fuente en movimiento será:
caso de un observador en movimiento
Consideremos en primer lugar el caso de una fuente en reposo respecto al medio circundante (el aire). Esta fuente emite ondas de frecuencia f, o equivalentemente, emite frentes de onda espaciadas un periodo T = 1 / f. Estas ondas se propagan el el aire radialmente con velocidad c. La distancia entre crestas sucesivas, en el sistema de la fuente, será λ = cT.Queremos determinar la frecuencia que mide un observador que se acerca o se aleja radialmente de la fuente. Al estar la fuente, el observador y la dirección de propagación alineadas, podemos usar cantidades escalares, en lugar de vectoriales, y llamar v0 a la velocidad de este observador.
Tomaremos:
vo < 0 si el observador se mueve hacia la posición que ocupa la fuente.
vo > 0 si el observador se mueve en en el sentido que lo aleja de la fuente.