No creo que haya ninguna relación en la frecuencia y la sonoridad, y la frecuencia sólo afecta al tono de la onda. Pero, ¿podría una frecuencia realmente alta afectar de algún modo a la amplitud de una onda transversal en condiciones reales?
Respuestas
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En primer lugar, quiero aclarar algunos términos que se utilizan habitualmente en acústica:
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Frecuencia es el número de veces por segundo que la presión sonora cambia de baja a alta.
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Amplitud es una medida física objetiva de la fuerza de la onda sonora. Para una onda sonora con una amplitud de 1 Pa, la presión sonora alta es la presión atmosférica más 1 Pa, mientras que la presión sonora baja es la presión atmosférica menos 1 Pa. En pocas palabras, la amplitud del sonido se suele expresar logarítmicamente como decibelios .
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Sonoridad es el percepción subjetiva de lo fuerte que es el sonido. Esta percepción depende de la audición de cada persona. Por ejemplo, una persona con pérdida auditiva relacionada con la edad suele percibir un sonido de alta frecuencia como menos fuerte que alguien con una audición "normal".
El oído de las personas también es más sensible a algunas frecuencias que a otras. En otras palabras, si se reproducen sonidos con frecuencias diferentes pero con las mismas amplitudes a una persona, ésta los percibiría como de diferente intensidad. Este efecto suele caracterizarse por curvas de igualdad de ruido como los de abajo.
Los sonidos a lo largo de cada una de las líneas rojas son, en promedio para los humanos, percibidos como igual de fuertes. Esto nos muestra que las personas son mucho menos sensibles a los sonidos de baja frecuencia, y más sensibles alrededor de los 3-4 kHz, aunque este efecto disminuye a medida que los sonidos se hacen más fuertes. Se trata de un efecto bien conocido que se tiene en cuenta a la hora de establecer límites o medir el ruido procedente, por ejemplo, del tráfico o de la industria.
Espero que esto haya respondido a su pregunta.
ZaellixA
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61
Creo que Erlend ha dado una respuesta bastante instructiva, así que intentaré quedarme sólo con un punto de tu pregunta. Como que mezclas sonoridad, amplitud y frecuencia de una forma más objetiva que subjetiva (como exigiría la inclusión de la sonoridad en la conversación), y parece que te interesa saber si la frecuencia de una onda afectaría (de alguna manera) a su amplitud.
En primer lugar, la frecuencia es la tasa de repetición de un "fenómeno" y muestra la frecuencia con la que ocurre algo. No está muy claro lo que significa "una frecuencia podría afectar a la amplitud", así que supondré que estás preguntando si a frecuencias muy altas la onda se comporta de forma diferente.
En el tratamiento más fundamental de las ondas suponemos que los medios en los que "viaja" el sonido son de naturaleza lineal. Esto es por supuesto no siempre es el caso, definitivamente no es el caso en la vida real y a veces no tan bueno aproximación. Ahora bien, en estos casos sencillos (en una cuerda ideal sin masa, por ejemplo) la amplitud de las componentes de frecuencia depende de las propiedades del medio, de la frontera y de las condiciones iniciales. Por lo demás, suponemos que el medio trata las ondas con diferentes frecuencias de forma coherente.
Por supuesto, en la vida real esto no es así y tanto la atenuación como la propagación en los medios dependen de la frecuencia (medios dispersivos en el caso de la propagación). Por ejemplo, la mayoría de las veces, las frecuencias altas se atenúan más rápido que las bajas.
Dicho esto, si no se tienen en cuenta las no linealidades, la respuesta es no. Por otro lado, ya que preguntas por la vida real, las no linealidades juegan un papel importante. Sin embargo, a menos que se considere un fenómeno de resonancia, no se pueden tener amplitudes extremas en frecuencias específicas. Incluso cuando se trata de resonancias, muchos sistemas vibratorios de la vida real presentan una gran amortiguación o incluso un bajo acoplamiento al medio circundante para producir amplitudes tan altas en un ancho de banda muy estrecho.
Thomas
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