Acústica
DEFINIÇÃO DE SOM
Por definição, o som é um fenómeno vibratório que nos provoca uma sensação auditiva. O som é resultado da vibração de um corpo, por isso os sons não se propagam no vácuo, já que estas vibrações são transmitidas através de meios materiais capazes de vibrar, como os gases, os líquidos e os sólidos. Por conseguinte, podem escutar-se sons através da água. No caso da audição, as vibrações do corpo emissor são transmitidas pelo meio que o rodeia (ar, água) e são captadas pelo ouvido humano, sendo posteriormente enviados pelos nervos auditivos ao cérebro.
CARACTERÍSTICA DO SOM
O som caracteriza-se por três parâmetros:
- Tom
- Intensidade
- Timbre
1. TOM
Permite distinguir um som grave de um som agudo, e está relacionado com a frequência da vibração da fonte sonora (número de vibrações por unidade de tempo). O ouvido humano pode captar frequências entre os 20 e os 20.000 ciclos (ou vibrações) por segundo, sendo o som tanto mais agudo quanto mais elevada for a frequência vibratória.
2. INTENSIDADE
Permite distinguir um som forte de um som fraco, de igual tom, e está intimamente ligada à amplitude da vibração da fonte sonora. Quanto maior for a amplitude da vibração, mais forte será o som.
O som grave e agudo podem ter a mesma intensidade.
3. TIMBRE
Permite distinguir sons de igual altura mas de proveniência diferente, isto é, permite identificar os instrumentos ou origens que os produzem. Os diferentes timbres são caracterizados pelo número de harmonias que cada instrumento produz para um mesmo som (de igual tom).
VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM
A velocidade de propagação do som depende do meio onde se propaga. No caso do ar à temperatura de 0º Celsius, a velocidade de propagação é de 331 m/s, aumentando para aproximadamente 340 m/s à temperatura de 8ºC. Na água, à temperatura de 8ºC, a velocidade de propagação atinge os 1435 m/s e nos sólidos (por exemplo no aço) pode atingir a velocidade de 5000 m/s.
ALCANCE DO SOM
O alcance de um som, isto é, a distância entre a fonte que o emite e o sistema que o capta, é em função da absorção das vibrações sonoras pelo meio que as transporta. Este amortecimento da transmissão sonora deve-se à viscosidade e à condutibilidade térmica do meio, e é proporcional ao quadrado da frequência do som. Assim os sons graves (de frequência mais baixa) são transmitidos mais longe do que os sons agudos. Agora compreende-se porque razão um mergulhador se apercebe a distâncias muito grandes da aproximação dum barco de grande tonelagem, em que o bater rítmico do hélice na água produz vibrações de baixa frequência, enquanto que os barcos com motor muito rotativo, produzindo vibrações de muito alta frequência (caso dos motores fora de borda), só são detetados quando estão já muito perto do mergulhador.
Por outro lado, a grande densidade do meio permite que as vibrações se transmitam a uma massa de água de grande volume, tornando difícil ao mergulhador a localização do ponto de origem sonora, sobretudo para sons de frequência muito baixa, parecendo por vezes que o som é proveniente de todas as direções.
Outra causa, não menos importante, que dificulta a localização da origem sonora é a velocidade de propagação do som na água. Como a velocidade de propagação é mais rápida do que no ar, o desfasamento de tempo com que o som é detetado por cada um dos ouvidos é demasiado curto para que o cérebro consiga fazer uma avaliação correta da origem sonora.
Pode, no entanto, aproveitar-se um som para fazer a deteção de obstáculos submarinos, desde que a frequência de vibração da fonte sonora se situe na faixa dos ultra-sons. Neste caso, dado o pequeníssimo comprimento de onda sonora, a vibração pode ser refletida por um obstáculo que encontre no seu caminho e voltar a ser captada por um recetor colocado junto à fonte emissora que a produziu. Medindo o intervalo de tempo entre a emissão e a receção da onda sonora, sabe-se a distância a que se encontra o obstáculo. É assim que funcionam as sondas.