Acústica elemental/Capítulo I
Sonido. Acústica.—La sensación que llamamos de sonido corresponde á la impresión que sobre el nervio acústico ó del oido produce un movimiento especial de los cuerpos, que se denomina movimiento vibratorio, transmitido desde el cuerpo sonoro al órgano de la audición, por un cuerpo ó medio elástico.
La ciencia que se ocupa del estudio del sonido se llama Acústica, y es una de las ramas de la Física.
Movimiento vibratorio.— Las últimas porciones de los cuerpos, átomos ó meléculas, guardan una posición de equilibrio determinada por sus acciones mutuas, y si un choque, un rozamiento ú otra causa cualquiera viene á turbarlo, produciendo una desviación de aquéllas y con ésta una deformación del cuerpo que no traspase los límites de su elasticidad, tenderá éste á recobrar su forma ó volumen primitivos, pero no conseguirá quedar en su posición de equilibrio sino después de haber ejecutado un cierto número de oscilaciones á uno y otro lado de dicha posición, en un todo comparables á las oscilaciones de un péndulo, sin más diferencia que la de ser la atracción mo_(Fig._1).jpg)
Fig. 1.ªlecular la que las determina en el caso del cuerpo elástico, y la gravedad la causa de las oscilaciones pendulares. El isocronismo, como todas las demás leyes del movimiento oscilatorio, son en un todo aplicables á éste que se ha convenido en llamar movimiento vibratorio.
Vibración.—Al paso de una molécula de una de sus posiciones extremas á la opuesta, se llama vibración sencilla; y vibración doble, al paso de aquella desde una posición extrema á la opuesta y su vuelta á la primera.
Simultaneidad del sonido y del movimiento vibratorio.—Numerosos experimentos prueban de una manera incuestionable la simultaneidad del sonido y del movimiento periódico ó vibratorio en los cuerpos sonoros, y entre ellos citaremos los siguientes:
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Una varilla sujeta por uno de sus extremos (fig. 1.ª), que se desvía por el otro de su posición de equilibrio, ejecuta verdaderas oscilaciones perceptibles á la simple vista; y si _(Fig._3).jpg)
Fig. 3.ª
sus dimensiones son las convenientes, serán éstas bastante rápidas para producir un sonido musical. Una cuerda de una guitarra ó de un piano que se hacen entrar en vibración, describen una trayectoria en forma de huso (figura 2.ª), que se va estrechando hasta quedar en reposo y cesan entonces de producir sonido. Una placa metálica sujeta por su centro (figura 3.ª), que se frota con un arco de violín en uno de sus bordes, produce un sonido, y si sobre su superficie se echa una capa de arena fina, demuestra por sus saltos el movimiento vibratorio de que se halla animada la placa, acabando por agruparse sus granos, formando una serie de líneas que se llaman nodales y que corresponden á los puntos que permanecen inmóviles; dándonos al mismo tiempo datos importantes relativos á la manera de vibrar estos cuerpos, de que oportunamente nos ocuparemos.
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Fig. 4.ª
Por último, una pequeña esfera de madera colocada dentro de un timbre (fig. 4.ª) que se excita en su borde por medio de un arco, demuestra por sus fuertes saltos que el sonido que se produce va acompañado de un movimiento vibratorio de dicho timbre.
Necesidad de un medio elástico para la propagación del sonido.–Desde el momento en que se observa que los cuerpos sonoros no necesitan estar en contacto con el oído para producir por su movimiento la sensación de sonido, á la manera que un cuerpo caliente no necesita tocar á la piel para hacernos sentir la sensación de calor, y del modo mismo que percibimos los cuerpos que emiten luz por su acción á distancia sobre el nervio óptico, se concibe la necesidad de alguna cosa intermedia, que se llama medio, encargado de transmitir estos movimientos desde el cuerpo sonoro, caliente ó luminoso, hasta el órgano apropiado para recibir sus respectivas impresiones.
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Fig. 5.ª
Esta transmisión se verifica en el sonido por una materia elástica ponderable, sólida, líquida ó gaseosa, como se comprueba del siguiente modo: Debajo de la campana de una máquina neumática, y sobre algodón en rama ó suspendido por dos cordones de seda, se coloca un aparato de relojería que mueve un mazo que golpea un timbre (fig. 5.ª). Hecho el vacío debajo de la campana, deja de oirse el timbre, sin embrago de que el aparato sigue funcionando. Si se deja entrar de nuevo el aire ú otro gas cualquiera, vuelve á percibirse el sonido, y lo mismo sucedería con un vapor ó un líquido que llenara la campana. Si en vez de suspender el aparato ó colocarlo sobre algodón cardado, se deja directamente sobre la platina de la máquina, no dejará de oirse el timbre, porque la platina y la campana que sobre ella descansa transmiten el movimiento que reciben del timbre al aire exterior, y éste al oído, probándose que los sólidos, como los liquidos y gases, transmiten el sonido. El no transmitirse por el algodón ó los cordones que sirven en la experiencia primera para soportar el aparato, se explica por la extructura filamentosa de estos cuerpos, que hace que el movimiento se extinga al pasar de unas fibras á otras, dotadas de una gran flexibilidad, pero de una muy pequeña elasticidad.