Los sonidos son como las personas. Unas tienen ojos verdes y otras marrones. Unas, los cabellos rizados color azabache y otras lisos y rubios. En la naturaleza hay millones de sonidos. Otros tantos los producimos los humanos con nuestras cuerdas vocales o con instrumentos que inventamos, pero todos, todos, son diferentes. Unos más agudos y otros más graves (frecuencia). Unos más fuertes y otros apenas perceptibles (amplitud). ¿Qué más diferencia a los sonidos?

TIMBRE

Las ondas que hemos dibujado en ejemplos anteriores son puras, una sola línea describe un ciclo. Pero la realidad es muy distinta. Las vibraciones no producen una sola onda. Hay una principal que va “escoltada” por otras ondas de diferentes frecuencias. Son los armónicos.

Todas las cuerdas vocales tienen diferentes dimensiones y grosores. Además, la boca y el pecho, que actúan como cajas resonadoras del sonido, son de distintos tamaños y formas. Estas particularidades hacen que, al vibrar, cada onda venga acompañada de sus armónicos, distintos en cada caso.

A la onda azul, la principal, la acompañan otras ondas.

Por eso, es difícil encontrar dos personas que hablen igual. Esas características o matices aportados por los armónicos que nos permiten distinguir unos sonidos de otros es lo que llamamos timbre.

Igual pasa con los instrumentos. Podemos tocar la misma nota musical en una flauta o un violín, pero cada una sonará distinta. Es porque los instrumentos están fabricados con materiales y formas diferentes, lo que aporta unos armónicos a las notas que salen de la flauta y otros a la misma nota cuando sale de un violín.

TONO

Si recuerdas, el volumen es la percepción subjetiva de la amplitud de las ondas. Decimos que el volumen está muy fuerte o muy débil y para medirlo usamos los decibelios.

Con la frecuencia pasa algo similar. El tono es la percepción subjetiva de la frecuencia. Hablar del tono es referirse a la altura de los sonidos, a su escala musical. Decimos que un sonido tiene un tono alto (agudo) o bajo (grave) y para medirlo usamos los hercios.

Un sonido puede tener un volumen fuerte de unos 100 dB (decibelios) y un tono alto de 12.000 Hz (hercios) o, por el contrario, ser un sonido con volumen débil de 40 dB y un tono bajo de 2.000 Hz.

Musicalmente hablando, “bajar un tono a una canción” consiste en disminuir su frecuencia, es decir, bajarla un tono o un semitono en la escala musical, hacerla más grave.

LONGITUD DE ONDA

Si te pones a caminar, sería fácil saber la longitud que avanzas con cada paso. Sólo tienes que usar un metro y calcular la distancia que hay de un pie al otro. A las ondas también les podemos medir sus “pasos” y obtener así la llamada longitud de onda, que se representa por la letra griega lambda (λ) y también se mide en metros. (1)


Si para medir los pasos humanos colocamos el metro de un pie a otro, para medir las ondas lo colocaremos del comienzo al final del ciclo. La longitud de onda será esa distancia, el tamaño de un ciclo. Podemos deducir entonces que ambas magnitudes, frecuencia y longitud de onda, están muy ligadas entre sí.

Al igual que tú, las ondas pueden recorrer 10 metros con 30 pasos cortos o en diez grandes zancadas. Una frecuencia de 10 Hz significa que tenemos 10 ciclos en un segundo. En cambio, 30 Hz, son 30 ciclos en el mismo segundo. Es fácil deducir que “los pasos” o ciclos de los 30 Hz serán más pequeños, es decir, de menor longitud de onda.

           Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la longitud de onda y viceversa.

A mayor frecuencia (30 Hz), gráficamente los ciclos se ven más juntos, lo que evidencia la menor longitud de onda.

Si seguimos con las deducciones, una frecuencia de 30 Hz es más aguda que una de 10 Hz. Por lo tanto, las frecuencias más agudas tienen longitudes de onda pequeñas, mientras que las graves son de longitudes grandes. Estas relaciones se pueden traducir fácilmente a una fórmula matemática. Nos será de gran utilidad cuando empecemos a hablar de antenas y ondas electromagnéticas.

λ= v / f

Para calcular la longitud de onda, dividimos la velocidad de la onda (v) entre la frecuencia (f). Si son ondas sonoras, como los sonidos que emitimos al hablar, la velocidad es de 340 m/s. Si emites un sonido de 1.000 Hz, el tamaño de los “pasos” de nuestras ondas será:

λ = 340 m/s/1.000 Hz= 0.34 metros

Sin embargo, si queremos calcular longitudes de ondas electromagnéticas, como las de radio y televisión, tendremos que usar la velocidad de la luz, que viaja a 300.000 kilómetros por segundo. Por ejemplo, cada ciclo de una radio de FM que transmite en el 88 Mhz tendrá un tamaño de:

λ = 300.000 Km/s/88 Mhz= 3.4 metros

Si emite en el 108 Mhz:

λ = 300.000 Km/s/ 108 Mhz = 2.77 metros

Volvemos a comprobar que al aumentar la frecuencia, disminuye el tamaño de cada ciclo o, lo que es lo mismo, su longitud de onda.(2)