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482 Capítulo 17 Ondas sonoras
Respuesta
a eso,
Con la regla empírica, un doble de sonoridad corresponde a un aumento en el nivel sonoro de 10 dB. Debido
b 2 b 1 10 dB 10 log a I 2
I 0
b 10 log a I 1
I 0
b 10 log a I 2
I 1
b
log a I 2
I 1
b 1 S I 2 10I 1
En consecuencia, deben estar en funcionamiento 10 máquinas para duplicar la sonoridad.
Sonoridad y frecuencia
La explicación del nivel sonoro en decibeles se relaciona con una medición física de la
intensidad de un sonido. Ahora se extenderá la explicación del ejemplo 17.4 concerniente
a la “medición” psicológica de la intensidad de un sonido.
Desde luego, no se tienen instrumentos en el cuerpo que puedan desplegar valores numéricos
de las reacciones a los estímulos. Se tienen que “calibrar” las reacciones de algún
modo para comparar diferentes sonidos con un sonido de referencia, pero esto no es fácil
de lograr. Por ejemplo, antes se mencionó que la intensidad umbral es 10 12 W/m 2 , que
corresponde a un nivel de intensidad de 0 dB. En realidad, este valor es el umbral sólo
para un valor de 1 000 Hz de frecuencia, que es una frecuencia de referencia estándar en
acústica. Si se realiza un experimento para medir la intensidad umbral a otras frecuencias,
se encontrará una variación distinta de este umbral como función de la frecuencia. Por
ejemplo, a 100 Hz, un sonido apenas audible debe tener una intensidad de ¡aproximadamente
30 dB! Por desgracia, no hay una correspondencia simple entre las mediciones
físicas y las “mediciones” psicológicas. El sonido de 100 Hz y 30 dB es psicológicamente
“igual” al sonido de 1 000 Hz y 0 dB (ambos son apenas audibles), pero no son físicamente
iguales (30 dB 0 dB).
Con el uso de sujetos experimentales se ha podido estudiar la respuesta humana a los
sonidos, y los resultados se muestran en el área blanca de la figura 17.6, junto con la frecuencia
aproximada y los alcances de nivel sonoro de otras fuentes sonoras. La curva inferior
del área blanca corresponde al umbral de audición. Su variación con la frecuencia
es clara a partir de este diagrama. Note que los humanos son sensibles a frecuencias en el
intervalo de casi 20 Hz hasta aproximadamente 20 000 Hz. La frontera superior del área
Nivel sonoro
b(dB)
Frecuencias
infrasónicas
Frecuencias
sónicas
Frecuencias
ultrasónicas
220
200
Motor de gran cohete
Comunicación submarina
180 Motor jet (a 10 m
(sonar)
de distancia)
Rifle
160
Umbral del
140
dolor
Concierto de rock
120
100 Trueno Motocicleta
Claxon de automóvil
Cafetería escolar
80
Grito
sobre uno
Tránsito urbano
60
Aves
Conversación
40
Murciélagos
Umbral de audición
20 Habla en
susurros
0
Frecuencia f (Hz)
1 10 100 1 000 10 000 100 000
Figura 17.6 Intervalos aproximados de frecuencia y nivel sonoro de varias fuentes y la audición
humana normal, que se muestra por el área blanca. (Tomado de R.L. Reese, University Physics, Pacific
Grove, Brooks/Cole, 2000.)