Tono y volumen

Uno se encuentra con varias formas de sonido en su vida diaria, y todos están bien equipados con un sistema para reconocer varios tipos de diferencias en el patrón de sonido. Cuando una madre le habla a su hijo, su acento es distinto al del niño. Y todas estas variaciones se deben a un mecanismo llamado tono y volumen del sonido que siempre diferencia la voz de una persona de otra. Por eso tu voz es tan única en toda tu clase, familia y localidad. Sin embargo, un sonido que se parece mucho a otro o una imitación también entra dentro de este fenómeno. Veamos el volumen del sonido, el tono del sonido y las diferencias entre los dos.

Antes de discutir el concepto de volumen y tono del sonido, primero aprendamos brevemente sobre las características básicas del sonido. Esto sería de gran ayuda para comprender el volumen y el tono del sonido.

Características del sonido 

Uno puede escuchar todo tipo de sonidos en la vida cotidiana, como llantos, gritos y risas, y esto no se limita a las personas. Los animales también emiten sonidos, pero no son lo mismo que las voces humanas. ¿El sonido de un tambor es similar al de una flauta? Entonces, ¿cuál es la diferencia entre los dos? Veamos algunas propiedades fundamentales del sonido para entender esto.

Hay cuatro características principales de las ondas de sonido, que se explican brevemente a continuación como:

• Amplitud: La cantidad de energía en una onda electromagnética se conoce como la amplitud de la luz. El desplazamiento vertical máximo de la onda desde su punto medio se denomina amplitud. Cuanto mayor sea la energía, mayor será la amplitud. La unidad SI de medida de amplitud es metros (m) aunque a veces también se mide en centímetros.

• Longitud de onda: La longitud de onda es la distancia más corta en la que se repetirá una onda sonora. En otras palabras, la duración de una sola onda completa se denomina longitud de onda . Se usa una letra griega para representarlo, λ (lambda). El metro es la unidad SI para medir la longitud de onda (m).
• Frecuencia: el tiempo que se tarda en crear una sola onda completa, ciclo o ciclo se denomina período de tiempo de la onda. Un pulso máximo del cuerpo vibrante ahora produce una onda total. Como resultado, el tiempo que se tarda en completar una vibración se denomina período de tiempo. La letra T lo representa. El segundo (s) es la unidad del período de tiempo.

• Período de tiempo: La frecuencia de una onda se define como el número de ondas completas o ciclos generados en un segundo. El número de ondas por segundo se llama frecuencia ya que una onda total es generada por un pulso máximo del cuerpo vibrante. Hertz, o Hz, es la unidad SI de frecuencia. La frecuencia de un cuerpo que vibra emitiendo una onda por segundo es de 1 hercio. En otras palabras, 1 Hz equivale a 1 pulso por segundo.

Volumen del sonido

La cantidad de energía ejercida para producir un sonido que puede medirse con el oído que lo alcanza se denomina volumen de un sonido. También se puede denominar como una respuesta del oído al sonido. La intensidad del sonido depende de su amplitud. Si la amplitud de la vibración es grande, el sonido producido también será fuerte. Mientras que cuando la amplitud es pequeña, el sonido producido también será débil. Los siguientes son los puntos importantes relacionados con el volumen del sonido:

• La intensidad del sonido es la medida de la energía sonora que llega al oído por segundo.
• La intensidad del sonido es directamente proporcional al cuadrado de la amplitud de la vibración. Eso es,

Sonoridad ∝ (Amplitud) ²

Por ejemplo: si la amplitud se duplica, el volumen será 4 veces.

• La propiedad de la sonoridad es la capacidad de diferenciar entre dos sonidos de la misma frecuencia y tono. El tamaño y la amplitud de las ondas sonoras determinan la intensidad del sonido.
• La sonoridad se expresa mediante una unidad llamada decibelio (dB). Por encima de 80 dB el sonido se convierte en ruido por eso los bebés son más sensibles a los ruidos fuertes que los adultos.
• La siguiente tabla proporciona una comparación diferenciada sobre el volumen de un sonido proveniente de varias fuentes.

Fuente	Cantidad de sonoridad
respiración normal	10dB
Fábrica	80dB
Susurro suave (a 5 m)	30dB
Conversación basica	60dB
Mucho trafico	70dB

Tono del sonido

El tono define la calidad de un sonido al determinar su escala de frecuencia. También se conoce como estridencia. Si la frecuencia de vibración es más alta, significa que el sonido es más agudo. Pero si el sonido es de baja frecuencia estaremos que el sonido tiene un tono bajo. Por ejemplo, se puede notar que la voz de una mujer es de un tono más alto que la voz del hombre. Los siguientes son los puntos importantes relacionados con el tono del sonido:

• Esto está determinado por la magnitud de las vibraciones de las ondas.
• El sonido es estridente y tiene un tono agudo si la frecuencia de vibración es mayor.
• Cuando se dice que un sonido tiene un tono más bajo, significa que vibra a una frecuencia más baja. Un pájaro emite un sonido agudo, mientras que el grito de un león es grave.
• Los oídos humanos pueden escuchar sonidos de 20 Hz a 20 kHz.
• Debido a las diferencias de tono, varias especies y objetos producen diferentes sonidos:

Fuente	Tono
Hombre	Bajo
Mujer	Alto
tablas	Bajo
Aves	Alto
Tigre	Bajo

Diferencia entre tono y volumen

Tono	Volumen
El tono es la característica del sonido que distingue un sonido estridente de un sonido grave o plano.	La sonoridad es una cualidad del sonido que permite separar un sonido ruidoso de uno débil.
La cantidad de energía recibida por el oído no influye en el tono.	La suma de la energía sonora producida por el oído en la unidad de tiempo determina el volumen del sonido; cuanta más energía recibe, más fuerte es el sonido.
El tono es independiente de la energía ejercida.	La sonoridad es independiente de la frecuencia.
Matemáticamente, el tono es proporcional a la frecuencia del sonido.	Matemáticamente, el volumen es directamente proporcional al cuadrado de la amplitud.
El tono se puede medir en Hertz (Hz).	El volumen se puede medir en decibelios (dB).
El fenómeno por el cual la estridencia y el sonido suave o cortés difieren se denomina tono de ese sonido.	El fenómeno por el cual la respiración normal y el tráfico intenso difieren se denomina intensidad de ese sonido.

Problemas de muestra

Problema 1: Si se duplica la amplitud de una onda, ¿cuál será el efecto sobre su volumen? 

Solución: 

Ya que, se sabe que, Sonoridad α (Amplitud) ² .

Por lo tanto, si la amplitud se duplica, el volumen se multiplica por 4 .

Problema 2: ¿Cuáles son las características del sonido musical?

Solución:

Las tres características de un sonido musical son:

Sonoridad, tono y calidad.

Problema 3: ¿Por qué aumenta el volumen del sonido que se escucha con un cable arrancado cuando se monta en una caja de resonancia?

Solución:

Cuando se arranca un cable montado en una placa de sonido, el área de superficie de aire que vibra aumenta y envía una mayor cantidad de energía. Entonces, la amplitud de la vibración es grande y más fuerte es el sonido que se escucha. 

Problema 4: Indique tres factores de los que depende la intensidad del sonido que escucha un oyente. 

Solución:

Los diversos factores de los que depende la intensidad del sonido que escucha un oyente son: 

1. Amplitud de onda,
2. Distancia de la fuente del sonido,
3. Área de superficie del cuerpo vibrante,
4. Sensibilidad del oyente y 
5. Intensidad del sonido.

Problema 5: Nombre y defina la característica que permite distinguir dos sonidos de la misma sonoridad, pero de diferente frecuencia, dados por el mismo instrumento.

Solución:

La característica que permite distinguir dos sonidos del mismo volumen, pero de diferentes frecuencias, dados por el mismo instrumento es el tono. La sensación de una frecuencia se conoce comúnmente como el tono de un sonido. Un sonido de tono alto corresponde a una frecuencia alta y un sonido de tono bajo se refiere a una onda de sonido de baja frecuencia.