O que ouve o ouvido humano?

Ouvido humano
O ouvido humano é constituído por ouvido esterno, ouvido médio e ouvido interno.

As vibrações sonoras são captadas pelo ouvido externo (no tímpano) e transmitidas ao ouvido médio, que as amplifica e envia ao ouvido interno.

A propagação das ondas no líquido interno origina impulsos elétricos que são transmitidos ao cérebro pelo nervo auditivo. No cérebro, estes implusos são descodificados e traduzidos em sons.


Espetro sonoro
Nem todas as vibrações que atingem os nosso ouvidos são por estes rececionadas.
Espetro sonoro - conjunto de todas as frequências possíveis para as ondas sonoras.

De acordo com a frequência da onda sonora, classificam-se os sons em infra-som, som audível pelo ouvido humano e ultra-som.

Mas há seres vivos que conseguem detetar alguns dos sons que para os humanos são inaudíveis.

Curiosidade:

Ruídos mais incomodativos:

Escala decibel e audiogramas

Nível sonoro - escala comparativa que avalia a intensidade do som. Mede-se em decibel (dB).

Os gráficos que medem a audibilidade de cada pessoa em função da frequência e do nível sonoro são audiogramas.

Pode concluir-se que:

• quanto menor frequência, maior intensidade;
• quanto mais frequência, menos intensidade.

Quando o nível sonoro é superior a 130 dB, o som provoca um sensação dolorosa. Sons de intensidade muito elevada podem causar surdez.

De um modo geral, o limiar de audibilidade diminui com a idade, ou seja, é necessário que o som tenha maior intensidade para que possa ser detetado.

Surdez

A surdez tem diversas origens, podendo dever-se à exposição a sons de intensidade muito elevada, a malformações ou infeções permanentes. Por exemplo, se os ossículos do ouvido se colarem ao ouvido interno, deixam de vibrar eficazmente e não ocorre uma boa transmissão da onda sonora. Se os canais foram obstruídos, por exemplo, com a formação de cera no canal auditivo, também ocorrerá surdez.

Para completar este aula deixo-vos aqui um vídeo para que percebam melhor esta parte da matéria:

Som

Produção de sons

O som é o resultado de uma vibração, que se transmite ao meio de propagação, originando ondas sonoras.

Propriedades do som

Altura do som

A altura do som é a propriedade do som que permite classificar os sons em agudos (altos e finos) ou graves (baixos ou grossos).

A altura de um som depende da frequência da onda sonora.

MAIOR ALTURA = MAIOR FREQUÊNCIA

Intensidade do som
A intensidade do som é a propriedade que permite classificar os sons em fortes e fracos.

Está relacionada com a amplitude da onda sonora.

MAIOR INTENSIDADE = MAIOR AMPLITUDE

A intensidade de um som depende ainda:

• da distância a que se encontra a fonte sonora;
• da sensibilidade auditiva.

Timbre

O timbre é a propriedade do som que permite distinguir sons com a mesma intensidade e altura, mas provenientes de fontes sonoras diferentes.

A onda  sonora é produzida por uma diapasão é uma onda simples.Quando se coloca um microfone ligado a um osciloscópio, a perturbação sonora no microfone transforma-se num sinal elétrico que varia no tempo:

A onda sonora originada por uma flauta é complexa. Quando a perturbação é detetada pelo microfone, o sinal observado no osciloscópio resulta da sobreposição de várias ondas simples que diferem na frequência. O som é uma onda mecânica, pelo que necessita de uma meio material para se propagar: não se propaga no vazio. A velocidade de propagação difere consoante o meio de propagação do som.

Propagação do som

O som é uma onda mecânica, pelo que necessita de uma meio material para se propagar: não se propaga no vazio. A velocidade de propagação difere consoante o meio de propagação do som. 

De um forma geral:

V_{som sólido} > V_{som líquido} > V_{som gás}

A velocidade de propagação do som depende do estado físico do meio, da densidade e elasticidade do material, etc.

Há materiais que são utilizados como isolantes, pois as suas partículas vibram com dificuldade, absorvendo a energia transportada pela onda sonora. A cortiça, a esferovite e a alcatifa são exemplos de materiais usados como isoladores sonoros.

Velocidade da propagação

O valor da velocidade de propagação do som em qualquer meio pode ser obtido pelo quociente entre a distância e o intervalo de tempo que o som demora a percorrer essa distância:

Quando a onda sonora é periódica, isso significa que percorre num intervalo de tempo correspondente ao período um distância igual ao comprimento de onda, e tem-se:

Como a frequência é o inverso do período:

a velocidade de propagação também pode ser calculada da seguinte forma:

Fenómenos do som

Reflexão do som - eco e reverberação

A reflexão do som ocorre quando o som, ao embater numa superfície, volta para trás, continuando a propagar-se no mesmo meio.

Para distinguir claramente o som refletido do som original, é necessário que exista entre eles um intervalo mínimo de 0,1 segundos.

No ar o som propaga-se com uma velocidade de 340 m/s:

A distância que o som percorre é:

Desta forma, para que seja possível ouvir distintamente o eco do som original, é necessário que seja percorrida numa distância de 34 metros, pelo que a superfície refletora tem de estar a uma distância mínima de 17 metros da fonte emissora.

Neste caso, não se consegue distinguir o som original do som refletido, pelo que há apenas a sensação de um prolongamento do som original e os sons parecem durar mais tempo no nosso ouvido do que seria normal.

Refração do som

Ocorre quando o som passa de um meio material para outro, pode mudar de direção. No novo meio, o som propaga-se com velocidade diferente.

Ressonância 

Ponde a vibrar um diapasão, colocando-o, de seguida, numa caixa oca, de madeira e aberta de um dos lados, verifica-se o aparecimento de um som mais intenso.

A intensidade do som foi reforçada pela vibração do ar contido na caixa com uma frequência igual à do diapasão. A este efeito chama-se ressonância.

Alguns instrumentos musicais utilizam este fenómeno para tornarem o seu som mais intenso. Para isso, possuem caixas de ressonância.

Guitarra

Tambor

Absorção e difração

Certos materiais absorvem grande parte da energia transportada pela onda sonora, sendo o som refletido muito fraco. Esses materiais podem ser utilizados para fazer isolamentos sonoros ou para evitar ecos e fenómenos de reverberação. As espumas, as fibras de vidro, as carpetes e os tecidos são exemplos de materiais que têm grande poder de absorção.

A difração do som é um fenómeno que está relacionado com a capacidade que o som tem de contornar obstáculos. É em parte, devido a este fenómeno que é possível ouvir sons provenientes da parte de trás de um muro.