La longitud de onda es una propiedad fundamental de las ondas, incluida la onda sonora. Se define como la distancia entre dos puntos equivalentes consecutivos en una onda, como dos crestas o dos valles.
En el sonido, la longitud de onda juega un papel importante en cómo percibimos las frecuencias, cómo interactúan las ondas sonoras entre sí y cómo se comportan en distintos espacios y materiales.
Definición de la longitud de onda
La longitud de onda (\(\lambda\)) es la distancia que recorre una onda en el tiempo para completar un ciclo. En las ondas sonoras, está relacionada con la frecuencia y la velocidad del sonido según la fórmula:
\(\lambda = \frac{v}{f}\)
- \(\lambda\) es la longitud de onda (en metros).
- \(\textit{v}\) es la velocidad del sonido (en metros por segundo).
- \(\textit{f}\) es la frecuencia de la onda (en hercios, Hz).
Por ejemplo, una onda de 100 Hz en el aire (con una velocidad del sonido de 343 m/s) tendrá una longitud de onda de aproximadamente 3,43 metros.
La longitud de onda está inversamente relacionada con la frecuencia. En frecuencias bajas, la longitud de onda será mayor y en frecuencias altas, la longitud de onda será menor. Por ejemplo:
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Un tono de 20 Hz (frecuencia baja) tendrá una longitud de onda de 17,15 metros en el aire.
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Un tono de 20.000 Hz (frecuencia alta) tendrá una longitud de onda de 0,017 metros (1,7 cm) en el aire.
Esta relación es crucial para entender cómo interactúan las ondas con objetos y espacios.
Comportamiento de las ondas según su longitud
Difracción
La difracción es el fenómeno que ocurre cuando una onda sonora encuentra un obstáculo o una abertura. La capacidad de una onda para rodear obstáculos o atravesar aperturas depende de su longitud de onda:
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Las ondas con longitudes largas (bajas frecuencias) pueden rodear objetos más fácilmente.
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Las ondas con longitudes cortas (altas frecuencias) son más direccionales y tienen mayor dificultad para rodear obstáculos.
Por eso, las frecuencias bajas suelen escucharse desde otras habitaciones, mientras que las frecuencias altas no.
Interferencia
La longitud de onda también afecta cómo interactúan las ondas sonoras entre sí. Cuando dos ondas con longitudes similares o iguales se encuentran, pueden producir interferencias constructivas (refuerzo) o destructivas (cancelación), dependiendo de su fase.
Resonancia
En espacios cerrados, la longitud de onda determina las frecuencias de resonancia del espacio. Estas frecuencias resonantes se generan cuando la longitud de onda coincide con la distancia entre las paredes o sus múltiplos. Este fenómeno es clave en el diseño acústico de salas.
Imagina un espacio de 4 metros de largo. Una frecuencia con una longitud de onda de 4 metros (aproximadamente 86 Hz) resonará fuertemente en este espacio, lo que puede causar refuerzo acústico en esas frecuencias. Este fenómeno puede controlarse ajustando el diseño acústico, como el uso de trampas de graves o redistribuyendo la energía sonora.
Una vez entendido el concepto de longitud de onda y cómo describe la distancia recorrida por una onda sonora en un ciclo, es momento de conectar este aspecto con la frecuencia. Estas dos propiedades están directamente relacionadas y juntas determinan las características tonales del sonido que percibimos.