CIÊNCIAS FÍSICO-QUÍMICAS 8ºANO PROFESSORA: HELENA FELGUEIRAS

O que é o som? O som é uma sensação que resulta de uma perturbação na atmosfera causada por um emissor, essa perturbação consiste em rápidas variações da pressão atmosférica que se propagam sob a forma de ondas até aos nossos ouvidos.

Propagação do som Os sons propagam-se nos meios sólidos, líquidos e gasosos e a velocidade de propagação depende em que meios se propagam. O meio de propagação mais rápido é o meio sólido. No meio gasoso, a velocidade do som apenas varia em função da temperatura.

Onda sonora – propagação de uma perturbação de um ponto para outro, sem transporte de matéria mas sim de enegia. O som é também produzido pela vibração de determinados materiais, sendo essa vibração transmitida às partículas constituintes do ar sob a forma de ondas sonoras. Percebemos o som quando as ondas sonoras chegam aos nossos ouvidos e fazem o tímpano vibrar. O movimento da onda sonora empurra as partículas constituintes do ar originando compressões e rarefacções à medida que se vai deslocando.

Fontes sonoras Existem três tipos de ondas sonoras: Fontes que usam membranas ou placas vibrantes. Fontes que usam colunas de ar vibrantes. Fontes que usam cordas vibrantes.

Os instrumentos musicais são fontes sonoras que produzem sons e classificam-se em: Instrumentos de percussão – funcionam quando recebem pancadas ou são agitados. Ex: Bombo Instrumentos de sopro – funcionam por vibração do ar no interior de tubos. Ex: Flauta. Instrumentos de cordas – funcionam por vibração de corads esticadas. Ex: viola.

Transmissão e audição do som Ouvido humano O ouvido é dividido em 3 partes: externo, médio e interno. Ouvido externo: É formado pela orelha e canal auditivo com a membrana timpânica no fundo do canal. Ouvido médio: Estão os 3 ossículos (martelo, bigorna, estribo) e a abertura da tuba auditiva. Ouvido interno: Também chamado de labirinto, é formado pelo aparelho vestibular (equilíbrio) e cóclea (audição).

Como o ouvido funciona? O ouvido capta vibrações do ar (sons) e as transforma em impulsos nervosos que o cérebro "ouve". O ouvido externo é composto pelo pavilhão e pelo canal auditivo. A entrada do canal auditivo é coberta de pêlos e cera, que ajudam a mantê-lo limpo. O canal auditivo leva o som a uma membrana circular e flexível, chamada tímpano, que vibra ao receber ondas sonoras. Esta, por sua vez, faz vibrar, no ouvido médio, três ossículos, que ampliam e intensificam as vibrações, conduzindo-as ao ouvido interno. O ouvido interno é formado por um complexo sistema de canais contendo líquido aquoso. Vibrações do ouvido médio fazem com que esse líquido se mova e as extremidades dos nervos sensitivos convertem esse movimento em sinais elétricos, que são enviados ao cérebro, através do nervo da audição (nervo auditivo). O modo como os sinais elétricos são interpretados pelo cérebro ainda não está claramente entendido.

Os três ossinhos: Os três ossos do ouvido médio são os menores do corpo. Devido ao seu formato, chamam-se: martelo, bigorna e estribo. Eles estão interligados de maneira que as vibrações de um osso provocam vibrações no próximo osso da cadeia, levando as ondas sonoras até o ouvido interno, onde são transformadas em impulsos elétricos, que chegam ao cérebro através do nervo auditivo.

Ondas longitudinais e ondas transversais Ondas longitudinais – a propagação da onda dá-se na direcção em que ocorreu a perturbação que lhe deu origem. Ondas transversais – a propagação da onda tem direcção perpendicular à direcção da perturbação que lhe deu origem.

Características de ondas sonoras Amplitude (A) – distância entre a posição de equilíbrio e o ponto de vibração máxima (ou mínima) atingido pela onda. Unidade S.I. – metro (m)

Comprimento de onda - λ Comprimento de onda – é a distância entre dois pontos sucessivos em que a pressão do ar é mínima (ou entre dois pontos em que a pressão é máxima). Unidade S.I. – metro (m)

Período - T Período – é o tempo que decorre entre a passagem, num certo ponto, de dois máximos consecutivos da pressão do ar (compressão máxima) ou de dois mínimos consecutivos da pressão do ar (rarefacção máxima). Unidade S.I. – Segundo (s). T – período (s) f – frequência (Hz)

Frequência (f) Frequência – é o número de vezes que passa uma compressão de ar (ou uma rarefacção) em cada segundo, num certo ponto.

Velocidade - v Velocidade – é a distância linear percorrida pela onda num segundo. V- velocidade em m/s λ – comprimento de onda em m T – período em s

Qualidades do som É possível distinguir sons diferentes, recorrendo às suas qualidades: Intensidade, altura, timbre e duração.

Intensidade (I) Intensidade – qualidade relacionada com a amplitude da onda sonora e que representa a energia transportada pela onda que atravessa a unidade de superfície por unidade de tempo (W/m2). Esta propriedade permite classificar um som como: Fraco ao qual corresponde uma pequena amplitude. Forte ao qual corresponde uma grande amplitude.

Altura Altura – qualidade relacionada com a frequência da onda sonora. Esta propriedade permite classificar um som como: Grave ou baixo – baixa frequência. Agudo ou alto – alta frequência.

Timbre Timbre – qualidade que permite distinguir sons com a mesma altura e a mesma intensidade, mas produzidos por instrumentos diferentes. Som fundamental – som emitido por um diapasão. Som harmónico – mistura de sons em que um tem uma certa frequência e os outros têm frequências múltiplas desta. Som musical emitido por um cantor ou por um instrumento musical.

Duração Duração – tempo durante o qual o som se propaga.

Qualidades do som

Propagação do som O som é produzido pelos movimentos vibratórios da fonte sonora que são transmitidos através das partículas do meio material até ao nosso ouvido. A propagação do som é acompanhada de transferência de energia cinética da fonte sonora para as sucessivas camadas por onde o som se propaga. O som propaga-se em todos os meios materiais: sólido, líquido e gasoso. O som propaga-se melhor em meios sólidos e pior em meios gasosos. - O som não se propaga no vazio.

Velocidade de propagação do som A velocidade de propagação do som depende do meio onde este se propaga. No ar, à temperatura de 20ºC, o valor da velocidade de propagação do som é cerca de 340 metros por segundo, isto é, a onda sonora percorre a distância de 340 metros no tempo de um segundo. v – velocidade (m/s) d – distância a que o som se propaga (m) Δt – Intervalo de tempo (s)

Espectro Sonoro Espectro sonoro – é o conjunto de todos os sons audíveis e não audíveis pelo ser humano. Sons audíveis – sons com frequência compreendida entre os 20 Hz e os 20 000 Hz Infra-sons – sons com frequência inferior a 20 Hz. Ultra-sons – sons com frequência superior a 20 000 Hz.

Propriedades do som Reflexão – este fenómeno ocorre quando há mudança da direcção ou do sentido de propagação da onda sonora. Um dos efeitos da reflexão so som é o ECO. Um som reflectido produz eco quando o obstáculo está a uma distância mínima de 17 metros, uma vez que para que o nosso ouvido distinga dois sons, estes têm de chegar com um intervalo de tempo de, pelo menos, 0,1 segundos. v = 2d/Δt v – velocidades (m/s) d – distância (m) t – tempo (s)

Propriedades do som Reverberação – O ouvido não é capaz de distinguir o som original do som reflectido. Essa situação resulta da reflexão de sons em obstáculos cuja distância é inferior a 17 metros. Este fenómeno causa sobreposição entre o som emitido e o som reflectido.

Propriedades do som Refracção do som – este fenómeno ocorre quando a onda sonora muda de direcção por passar de um meio material para outro.

Propriedades do som Difracção do som – este fenómeno ocorre quando a onda sonora contorna um obstáculo, dispersando-se numa série de ondas concêntricas.

Propriedades do som Ressonância de um som – ocorre quando a frequência de um som emitido coincide com a frequência natural de um objecto que se encontra no seu caminho. Frequência natural ou de ressonância – frequência com que um objecto vibra naturalmente. Se uma pessoa cantar com uma frequência igual à de um copo, este pode partir.