Me he dado cuenta en algunos experimentos en casa que el sonido no se comporta igual en el agua que en el aire. ¿Hay una buena explicación científica para esto?
Me di cuenta de que el sonido se distorsionaba en el agua pero no en el aire.
También utilicé un software con el que pude escuchar el sonido como si tuviera oídos destinados a estar bajo el agua. No tengo los archivos porque se borran solos cuando termino.
Los oídos humanos han evolucionado para proporcionar una buena coincidencia de impedancia entre las ondas sonoras que viajan en el aire y el conjunto de nervios del interior del oído que convierte las vibraciones en impulsos eléctricos. Esto significa que la mayor cantidad posible de energía de las ondas sonoras se transmitirá a esos nervios, a través de la mayor gama posible de diferentes frecuencias.
La impedancia característica del agua como medio portador de sonido es completamente diferente a la del aire. Cuando se sumerge el oído en el agua, se produce una importante desajuste de impedancia entre la oreja y el agua. Las ondas sonoras del agua se adaptarán mal a tu oído, lo que hará que los sonidos sean débiles, y los que oigas estarán distorsionados porque algunas frecuencias se atenuarán más que otras.
Se puede pensar en las ondas de la materia, ya sean ondas de luz u ondas de sonido, como si actuaran sobre pequeños diapasones.
La luz se dispersa, se refleja, etc., al ser re-radiada por los átomos. Al igual que con un diapasón, hay una frecuencia característica, la frecuencia natural, en la que el electrón de un átomo oscilará de forma ideal, lo que conlleva una menor amortiguación. Otras frecuencias son absorbidas. Esto da lugar a que los objetos tengan un color característico. La frecuencia natural da el color.
Un principio similar se aplica al sonido. Los materiales tratan de forma diferente las diferentes longitudes de onda en la transmisión, la re-radiación, etc. Si se golpea un diapasón, su frecuencia natural produce un tono característico.
Así que, como se ha mencionado anteriormente, el oído está en sintonía con ciertas propiedades de las ondas del aire, y el propio aire propaga el sonido de una manera característica.
El agua transmite los sonidos de forma diferente, los "diapasones" compuestos son más rígidos. Entonces la transferencia de los diapasones del agua a los diapasones del oído también tienen una relación diferente a la del sonido del aire.
El libro Conceptual Physics de Paul G. Hewitt tiene un tratamiento realmente bueno de esto en términos no matemáticos.
Cuando cualquier onda entra en un medio diferente, la longitud de onda y la dirección pueden cambiar (a partir del índice de refracción del medio). Por ejemplo, hay un cambio de refracción del 33% entre el agua y el aire (para la luz).
Las ondas sonoras se ven menos afectadas que las ondas a la velocidad de la luz, pero sigue habiendo un efecto.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Sound/refrac.html
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