Fisica General Burbano

388 ONDAS
diversas pestañas relacionadas con el nervio auditivo (N.A.), que transmite al cerebro la sensación
del tono (vibración de fibras de distinta longitud), intensidad (amplitud de la vibración) y timbre
(vibración de diversas fibrillas correspondientes a sonidos armónicos).
La misión de los llamados «conductos semicirculares» (S) es proporcionar la sensación de
«equilibrio». La trompa de Eustaquio (E) comunica la faringe con el oído medio.
XVII – 43. Sensaciones y estímulos. Ley de Weber. Sonoridad
Los efectos o SENSACIONES que los diversos ESTÍMULOS o excitantes producen en nuestros sentidos
quedan determinados por la ley de Erns Heinrich WEBER (1795-1878) y de Gustav Théodore
Fechner (1801-1887).
«La variación de una sensación es proporcional a la variación relativa del estímulo». VARIA-
CIÓN RELATIVA, es la variación correspondiente a cada unidad del agente que estimula.
Así, si el estímulo es E y su variación es dE, la variación relativa es: dE/E. En el caso de la percepción
sonora, la sensación (apreciación de la fortaleza o debilidad del estímulo) es la SONORIDAD
o NIVEL SONORO (b); el estímulo es la intensidad del sonido. La ley queda interpretada matemáticamente
por la fórmula:
Un oído necesita una mínima variación relativa de intensidad para que tal variación sea perceptible.
XVII – 44. Intensidad de umbral
La mínima cantidad de un excitante capaz de provocar la sensación, es el UMBRAL INICIAL.
Existe otro UMBRAL TERMINAL tal que al ser sobrepasado deja de ser recogido el estímulo por los
sentidos.
INTENSIDAD UMBRAL INICIAL de un sonido es la mínima intensidad perceptible por el oído del
observador.
XVII – 45. Ley de Weber-Fechner
«La sensación crece con el logaritmo del estímulo».
Aplicado al sonido diremos:
El nivel sonoro crece con el logaritmo de la intensidad, es decir: «cuando la intensidad crece
en progresión geométrica, la sonoridad crece en progresión aritmética».
En efecto: integrando la fórmula (30) obtenemos: b = K ln I + K′. Si la intensidad del sonido
es la correspondiente a su umbral (I 0
) la sensación sonora es cero y por lo tanto:
pasando a los logaritmos decimales:
«Sonidos cuyas intensidades crecen con los números 10, 100, 1 000 producen en nosotros
aumentos de sensación sonora que crece con los números 1, 2, 3, ...».
XVII – 46. Decibel
db =
I
K′ =−K ln I0 ⇒ b = K (ln I − ln I0) = K ln
I
I
b = C log
I
La unidad adoptada para comparar la intensidad de dos sonidos se denomina BEL (B), y corresponde
a considerar C = 1 en la fórmula (31). Es mucho más usado un submúltiplo del bel, el
DECIBEL (dB). Si en la expresión (31) hacemos C igual a 10, tenemos:
b = 10 log I
I
a I 0
se le da el valor de 10 –12 W/m 2 , que corresponde aproximadamente a la intensidad umbral del
sonido de 1 000 Hz, para un oído normal; el nivel sonoro queda expresado en decibeles.
Si la intensidad I es 10 veces mayor que la I 0
el logaritmo de su cociente es 1 y b = 10 decibeles.
Si I = 100 I 0
el cociente I/I 0
= 100, log 100 = 2; b = 20 dB.
K dI
I
0
0
0
(30)
(31)
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