Refracción del Sonido

La refracción es la curvatura de las ondas cuando entran en un medio donde su velocidad es diferente. La refracción con el sonido no es un fenómeno tan importante como con la luz, donde es responsable de la formación de imágenes por lentes, por el ojo, cámaras, etc. Sin embargo la curvatura de las ondas sonoras es una fenómeno interesante en el sonido.

Estas visualizaciones pueden ayudar a entender la naturaleza de la refracción. Una columna de tropas acercándose a un medio donde su velocidad es más lenta, como se muestra, girará hacia la derecha porque el lado derecho de la columna llega primero al medio lento, y por lo tanto se ralentizará antes que la parte izquierda que llega después. Los marchadores de la izquierda, tal vez ajeno a la difícil situación de sus compañeros, siguen marchando hacia adelante a toda velocidad hasta que llegan al medio lento.

No sólo cambia la dirección de la marcha, sino que se reduce la separación entre los marchadores. Cuando se aplica a las ondas, esto implica que la dirección de propagación de la onda es desviada hacia la derecha y que la longitud de la onda disminuye. De la relación de onda básica v = fλ, es evidente que una velocidad más lenta debe acortar la longitud de onda, ya que la frecuencia de la onda está determinada por su fuente y no cambia.

Otra visualización de refracción puede provenir de la dirección de diversos tipos de tractores, equipos de construcción, tanques y otros vehículos sobre orugas. Si se aplica el freno de la derecha, el vehículo gira a la derecha, ya que se ha desacelerado un lado del vehículo sin disminuir la velocidad del otro lado.

Refracción del Sonido

Si el aire por encima de la tierra es más caliente que en la superficie, el sonido por refracción se dobla hacia atrás y hacia abajo en dirección a la superficie.

El sonido desde una fuente puntual se propaga en todas las direcciones. Normalmente, el oyente sólo puede oir lo que inicialmente se dirigió hacia él, pero la refracción del sonido lo puede curvar hacia abajo. Normalmente, sólo se recibe el sonido directo. Sin embargo, la refracción puede añadir algo de sonido adicional, amplificando efectivamente el sonido. Sobre lagos fríos, pueden darse lugar a amplificadores naturales.

Refracción del Sonido

Los pescadores tempraneros de la mañana, pueden ser las personas más cercanas a la refracción del sonido. Considérese la posibilidad de ir a un lago antes del amanecer. Justo cuando el sol se levanta sobre un lago frío, se puede oír a alguien diciendo: "¡Buenos días!". Se mira alrededor y no se ve a nadie. De todos modos, se está casi en el punto de cuestionarse la cordura, siendo este momento de la mañana, se decide hacer caso omiso. Pero la voz llega de nuevo, "Buenos días". Finalmente se localiza al otro chiflado que se ha levantado a esta hora, al otro lado del lago - mucho más allá de donde normalmente se oiría una voz-. Aquel pescador es consciente del efecto del lago en la mañana temprano sobre la transmisión del sonido. El agua fría mantiene frío el aire cercano, pero el sol de la mañana ha comenzado a calentar el aire de más arriba, creando una "inversión térmica". El hecho de que la velocidad del sonido sea más alta en el aire mas caliente, curva algo del sonido hacia atrás en dirección a uno -sonido que no llegaría al oído de uno en circunstancias normales-. Esta amplificación natural sobre cuerpos frios de agua, es uno de los pocos ejemplos naturales de la refracción del sonido.