17: Física da audição
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- Essa onda é o fenômeno físico que chamamos de som. Sua percepção é a audição. Tanto o fenômeno físico quanto sua percepção são interessantes e serão considerados neste texto. Vamos explorar tanto o som quanto a audição; eles estão relacionados, mas não são a mesma coisa. Também exploraremos os muitos usos práticos das ondas sonoras, como em imagens médicas.
- 17.1: Som
- O som pode ser usado como uma ilustração familiar das ondas. Como a audição é um dos nossos sentidos mais importantes, é interessante ver como as propriedades físicas do som correspondem às nossas percepções sobre ele. A audição é a percepção do som, assim como a visão é a percepção da luz visível. Mas o som tem aplicações importantes além da audição. O ultrassom, por exemplo, não é ouvido, mas pode ser empregado para formar imagens médicas e também é usado no tratamento.
- 17.2: Velocidade do som, frequência e comprimento de onda
- O som, como todas as ondas, viaja a uma certa velocidade e tem as propriedades de frequência e comprimento de onda. Você pode observar evidências diretas da velocidade do som enquanto assiste a uma exibição de fogos de artifício. O flash de uma explosão é visto bem antes de seu som ser ouvido, o que implica que o som viaja a uma velocidade finita e que é muito mais lento que a luz. Você também pode sentir diretamente a frequência de um som. A percepção da frequência é chamada de tom.
- 17.3: Intensidade sonora e nível sonoro
- A intensidade é definida como a potência por unidade de área transportada por uma onda. Potência é a taxa na qual a energia é transferida pela onda.
- 17.4: Efeito Doppler e estrondos sônicos
- O efeito Doppler é uma alteração na frequência observada de um som devido ao movimento da fonte ou do observador. A mudança real na frequência é chamada de desvio Doppler. Um estrondo sônico é uma interferência construtiva do som criada por um objeto se movendo mais rápido que o som. Uma lança sônica é um tipo de esteira de proa criada quando qualquer fonte de onda se move mais rápido do que a velocidade de propagação da onda.
- 17.5: Interferência sonora e ressonância - ondas estacionárias em colunas de ar
- A interferência é a marca registrada das ondas, todas as quais exibem interferência construtiva e destrutiva exatamente análoga à observada nas ondas de água. Na verdade, uma forma de provar que algo “é uma onda” é observar os efeitos de interferência. Portanto, sendo o som uma onda, esperamos que ele exiba interferência; já mencionamos alguns desses efeitos, como as batidas de duas notas semelhantes tocadas simultaneamente.
- 17.6: Audição
- A audição é a percepção do som. (A percepção é comumente definida como consciência através dos sentidos, uma definição tipicamente circular de processos de nível superior em organismos vivos.) A audição humana normal abrange frequências de 20 a 20.000 Hz, uma faixa impressionante. Sons abaixo de 20 Hz são chamados de infra-som, enquanto aqueles acima de 20.000 Hz são ultrassons. Nenhum deles é percebido pelo ouvido, embora o infra-som às vezes possa ser sentido como vibrações.
- 17.7: Ultrassom
- Qualquer som com uma frequência acima de 20.000 Hz (ou 20 kHz), ou seja, acima da frequência audível mais alta, é definido como ultrassom. Na prática, é possível criar frequências de ultrassom de até mais de um gigahertz. (Frequências mais altas são difíceis de criar; além disso, elas se propagam mal porque são muito fortemente absorvidas.) O ultrassom tem um grande número de aplicações, que vão desde alarmes contra roubo até o uso na limpeza de objetos delicados até os sistemas de orientação de morcegos.
Miniatura: O ouvido externo recebe som, transmitido pelos ossículos do ouvido médio até o ouvido interno, onde é convertido em sinal nervoso na cóclea e transmitido pelo nervo vestibulococlear. (CC POR 3,0).