Interferencia del Sonido

Dos ondas que viajan en el mismo medio se interfieren entre sí. Si sus amplitudes se suman, la interferencia se dice que es una interferencia constructiva, e interferencia destructiva si están "fuera de fase" y se restan. Los patrones de interferencia constructiva y destructiva pueden dar lugar a los "puntos muertos" y "puntos vivos" de la acústica de un auditorio.

La interferencia de las ondas incidente y reflejada es esencial para que se produzcan las ondas estacionarias resonantes.

La interferencia del sonido, tiene consecuencias de largo alcance debido a la producción de "batidos" entre dos frecuencias que se interfieren unas con otras.

Visualización de la fase

Interferencia con un Diapasón

Si se golpea un diapasón y se gira cerca del oído, se notará que los sonidos alternan entre fuertes y suaves a medida que se gira. En determinados ángulos de giro, la interferencia se hace constructiva y en otros destructiva. It is challenging to visualize this in a diagram because of the large difference in scale between the tuning fork and the wavelengths of the sound produced. A tuning fork to produce equal tempered middle-C (C₄, 261.6Hz) would have a dimension of a few centimeters, but the sound wavelength at room temperature would be about 1.3 m or over four feet.

Esto es un intento de visualizar cualitativamente la interferencia de una fuente binaria utilizando una foto del patrón de interferencia en un tanque de ondas con un vibrador doble. Esa foto está superpuesta a un boceto de un diapasón con la esperanza de que pueda dar una idea de la naturaleza de la interferencia en las ondas de una fuente doble. Pero la escala aquí es profundamente diferente: la separación de las dos fuentes de onda del tanque de ondas es varias longitudes de onda, mientras que la separación de los dos dientes del diapasón C es quizás 1/50 de la longitud de onda. Este patrón sugiere varios mínimos de sonoridad, mientras que el diapasón da cuatro mínimos a 45° del plano de los dos dientes cuando está girado.

Las animaciones de los patrones de interferencia con fuentes únicas y múltiples se pueden encontrar en el sitio Dan Russell's site at Penn State. El patrón de la derecha es de la animación de una fuente de cuadrupolo lateral. Esta es la mejor aproximación de la interferencia del diapasón ya que los dos dientes de la horquilla están desfasados, y Russell observa que dos dipolos opuestos de fase constituyen una fuente de cuadrupolo lateral. Este diagrama se acerca más a lo que se experimenta girando el diapasón cerca del oído, pero el problema de la escala sigue presente ya que la longitud de onda del sonido del diapasón C es cincuenta veces el tamaño del vibrador físico.

Este diagrama muestra que el cuadrupolo lateral de Russell da intensidades iguales a 90°. Pero con el diapasón, tu oído te dice que los máximos en el plano de los dos dientes son significativamente más fuertes que los máximos perpendiculares a ese plano.

Cada diente del diapasón produce una onda de presión que se desplaza hacia el exterior a la velocidad del sonido. Una parte de la onda tiene una presión mayor que la presión atmosférica, otra inferior. En algunos ángulos, las áreas de alta presión de las dos ondas coinciden y se oye un sonido más fuerte. En otros ángulos, la parte de alta presión de una onda coincide con la parte de baja presión de la otra.

Fase

Si se hace girar la masa de una varilla con masa a velocidad constante y se ilumina la trayectoria circular resultante desde el borde, su sombra trazará un movimiento armónico simple. Un período completo de la onda sinusoidal se corresponden con un círculo completo o 360 grados. La idea de la fase sigue este paralelismo, relacionando cualquier fracción de un período, con la fracción correspondiente del círculo en grados.

Interferencia y Fase