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SOM

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by

miguel feliciano

on 23 November 2017

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Transcript of SOM

Fim
Produção do Som
O som é produzido ao criarmos algum tipo de mecanismo que altere a pressão do ar à nossa volta. Na verdade, para a produção do som, é mais importante a velocidade com que a pressão varia (o "gradiente da pressão", no jargão dos físicos) do que o seu valor absoluto. Por essa razão é que um balão cheio de ar não faz praticamente nenhum barulho ao deixarmos o ar sair de dentro dele naturalmente. Por outro lado, se o balão estourar (e o ar sair todo de uma vez), existe uma variação enorme da pressão e um ruído alto é produzido. Podemos então dizer que o som é produzido ao colocarmos uma quantidade (massa) de ar em movimento. É a variação da pressão sobre a massa de ar que causa os diferentes sons, dentre eles os que são combinados para criar a música. A vibração de determinados materiais é transmitida às moléculas de ar sob a forma de ondas sonoras. Percebemos o som porque as ondas no ar, causadas pela variação de pressão, chegam aos nossos ouvidos e fazem o tímpano vibrar. As vibrações são transformadas em impulsos nervosos, levadas até o cérebro e lá codificadas. Quando essa vibração ocorre de uma maneira repetitiva, rítmica, ouvimos um tom, com uma altura igual à sua freqüência. Um cantor cuja voz é classificada como baixo possui uma faixa de alturas situada, normalmente, entre 80 e 300 Hz. Uma cantora classificada como soprano possui a faixa de alturas entre 300 e 1100 Hz. Os instrumentos musicais podem produzir tons dentro de um intervalo muito maior do que o da voz humana. O ouvido humano, porém só percebe sons cuja freqüência se limita ao intervalo entre 20 e 20000 Hz. Vamos discutir os conceitos de tom, altura e freqüência (onde definiremos o que é um Hertz, ou Hz) na próxima seção.
Propagação do Som
O som necessita de um meio material, sólido, líquido ou gasoso, para se propagar (para chegar de um lado a outro). A velocidade de propagação do som depende desse meio. Normalmente a velocidade de propagação das ondas sonoras é maior nos sólidos e menor nos gases. Esta velocidade também depende da temperatura a que o meio de propagação se encontra.

A velocidade média de propagação do som no ar é de 340 m.s-1. Isto que dizer que em cada segundo, o som percorre 340 metros de distância.

Não há propagação de som no vazio (ou vácuo - no espaço, por exemplo), devido à ausência de partículas.
Deteção do Som
O som é recebido no receptor sonoro, que no caso do Homem é o ouvido.

Embora o espectro sonoro (conjunto de todos os sons produzidos) seja largo, o ouvido humano apenas deteta sons com frequências entre os 20 Hz e os 20000 Hz.

As ondas com frequência inferior a 20 Hz são chamadas infra-sons enquanto que as ondas com frequência superior a 20 000 Hz são ultra-sons.
Características das ondas
Ondas podem ser descritas usando um número de variáveis, incluindo: frequência, comprimento de onda, amplitude e período, etc.

Comprimento de onda e número de onda[editar | editar código-fonte]
O comprimento é o tamanho de uma onda, a distância entre dois vales ou duas cristas. É representado pela letra grega lambda. O número de onda (k) é dado pela seguinte relação:


Amplitude
A amplitude de uma onda é a medida da magnitude de um distúrbio em um meio durante um ciclo de onda. Por exemplo, ondas em uma corda têm sua amplitude expressada como uma distância (metros), ondas de som como pressão (pascals) e ondas eletromagnéticas como a amplitude de um campo elétrico (volts por metro). A amplitude pode ser constante (neste caso a onda é uma onda contínua), ou pode variar com tempo e/ou posição. A forma desta variação é o envelope da onda. A amplitude é representada pela letre grega gama .

Frequência e período
O período é o tempo(T) de um ciclo completo de uma oscilação de uma onda. A frequência (f) é período dividido por uma unidade de tempo (exemplo: um segundo), e é expressa em hertz.

Características do som
Um som apresenta as seguintes características:

ALTURA
INTENSIDADE
DURAÇÃO
TIMBRE
O SOM
O que é o SOM ?
Propriedades do Som
O som é uma onda longitudinal que só se propaga em meios materiais e que tem frequência compreendida entre 20 e 20 000 hertz.


No que respeita à sua altura, os sons podem ser classificados em sons agudos e sons graves.

Os sons graves, também chamados baixos, são sons com maior comprimento de onda (pequena frequência).

Os sons agudos, ou altos, tem um menor comprimento de onda (maior frequência).

Observa as ondas sonoras na figura apresentada ao lado.
ALTURA
INTENSIDADE
Em termos de intensidade, os sons podem ser fortes ou fracos.

A intensidade de uma onda sonora depende da amplitude dessa onda. Um som com uma maior amplitude é um som forte, enquanto que um som com uma pequena amplitude é um som fraco.

Os sons fortes transportam uma maior quantidade de energia que os fracos.

Uma onda sonora perde intensidade no decurso da sua propagação.

A capacidade que o ouvido humano tem de sentir um som depende da intensidade do som mas também da sua frequência. Os sons muito fracos não são sentidos e os sons muito fortes podem provocar lesões.

O nível sonoro é uma escala que relaciona a intensidade de um determinado som com a do som mais fraco que conseguimos ouvir, e pode ser medido com um sonómetro.

A unidade S.I. do nível sonoro é o bel, B, embora normalmente seja utilizado o decibel, dB, que é igual a 0,1 B.
O nível sonoro de 1dB é a medida correspondente ao limiar da audição, nível abaixo do qual o ouvido humano não detecta som. O nível de 120 dB corresponde ao limiar da dor, o nível máximo suportável pelo ouvido humano. O nível do limiar da audição e do limiar da dor depende da frequência da onda sonora.
INTENSIDADE DE UM SOM
DURAÇÃO DE UM SOM
Representa simplesmente o tempo que o som dura. Geralmente mede-se em segundos (unidade do sistema internacional).
TIMBRE


É esta propriedade do som que nos permite distinguir uma fonte sonora de outra, apesar de estarem a produzir sons com a mesma frequência e intensidade.

Imagina uma nota musical. O dó, por exemplo. Se tocarmos um dó num piano, e o mesmo dó numa viola, mesmo que a intensidade do som seja a mesma, os nossos ouvidos conseguem identificar os sons dos diferentes instrumentos. Isso acontece, porque os sons apresentam timbres diferentes.

O timbre de uma fonte sonora é representado por uma onda complexa, que é a soma de uma onda fundamental (som puro, ou simples, como o produzido por um diapasão) e sons harmónicos.

Cada fonte sonora produz uma onda sonora complexa diferente (a onda produzida por uma viola é diferente daquela que produz uma flauta).
Sons com timbres diferentes
ALTURA DO SOM
A propagação de uma onda sonora pode ser perturbada pela existência de obstáculos à sua frente ou pela mudança de uma meio material para outro diferente. As consequências dessa perturbação podem ir desde o abrandamento da onda e/ou do seu desvio até ao impedimento da sua propagação.

Os fenómenos que influenciam a propagação do som e que estão relacionados com as suas características são:
Reflexão do som
Refração do som
Difração do som
A reflexão do som ocorre quando as ondas sonoras encontram um determinado obstáculo e são impedidas de continuar a sua propagação.

Esses obstáculos obrigam o som a mudar de direção. Tal como quando atiras uma bola a uma parede, ela bate na parede e muda de direção. Dependendo da forma como a atirares, ela tanto pode voltar para trás como seguir em outra direção.
O eco e a reverberação são consequências da reflexão do som.

O eco acontece, quando o som emitido e o som refletido são ouvidos como distintos, ou seja, têm entre eles um intervalo de tempo superior a 0,1 segundos.

Assim, a distância entre a fonte sonora e o obstáculo deve ser igual ou superior a 17 metros (se o som se propagar no ar) para que possa existir eco.


Sabes como calcular este valor ?

Considera-se que a velocidade do som é aproximadamente 340 m/s (em cada segundo o som percorre 340 metros)
Os nossos ouvidos só distinguem sons com uma diferença mínima de 0,1 segundos entre eles.
Então um décimo de segundo corresponde a um décimo de 340 metros, ou seja 34 metros.
Se dividirmos por dois (porque o som vai e volta) então temos 17 metros.
Chama-se reverberação à persistência do som após a fonte sonora ter parado de o emitir.
Nos cinemas e salas de espetáculos o tempo de reverberação deve ser o mais curto possível, para que os espectadores possam entender os diálogos.
Numa igreja, o tempo de reverberação é muito mais longo.


Porque é que acontece a reverberação ?

Como o som se propaga em todas as direções, ele vai chegar em alturas diferentes ao espetador, o que faz parecer que o som se prolonga. Em pavilhões desportivos ou grandes armazéns, isto acontece com frequência, e acabamos por não perceber bem o que se diz (as palavras misturam-se e confundem-se).

Nas salas de espetáculos, as paredes e o chão encontram-se forrados com materiais absorventes das ondas sonoras (tecidos, alcativas, etc) para evitar a reflexão do som. Assim, acabamos por ouvir muito melhor.
Reflexão do som
REFLEXÃO DO SOM
O Eco
A reverberação do som
A refração do som acontece quando um som muda de direção de propagação pelo facto de passar de uma meio material para outro (quando passa do ar para a água, por exemplo).

A refração deve-se sobretudo à diferença de constituição interna dos diferentes meios materiais. É devido ao fenómeno da refração que é possível a um nadador ouvir debaixo de água, sons produzidos nas bancadas de uma piscina.
Quando os sons são detetados debaixo de água, apresentam características diferentes daquelas que apresentam no ar. A sua intensidade poderá ser diferente e a rapidez de propagação da onda aumenta, o que provoca a alteração do seu comprimento de onda.
Refração do som

Sabes com certeza que o som pode contornar obstáculos: por exemplo, é normal ouvires uma pessoa que se encontra do outro lado de uma esquina ou numa outra divisão, através de uma porta aberta. Embora não exista uma linha reta entre a fonte sonora e o recetor (ou seja, não se conseguem ver), é possível ouvir os sons produzidos.

A difração do som é o nome que se dá à distorção da propagação rectilínea do som, quando este contorna um obstáculo.

Para que um som sofra difração, é necessário que a dimensão do obstáculo seja inferior ou semelhante ao comprimento da onda sonora.
DIFRAÇÃO DO SOM
Ouvido Humano
Trabalho realizado por:

Miguel Feliciano
Nº25 12ºAP
Como funciona o ouvido humano?

A constituição do ouvido humano. Encontra-se dividido em três partes:

Ouvido externo
Ouvido médio
Ouvido interno




Como funciona o ouvido?

A orelha capta os sons encaminhando-os para o canal auditivo, que por sua vez os transmite ao tímpano. Esta membrana vibra, movendo o osso martelo, que faz vibrar o osso bigorna que, por sua vez, faz vibrar o osso estribo (este conjunto de ossículos serve para amplificar os sons), onde a sua base se liga a uma região da membrana da cóclea, comunicando a vibração ao líquido coclear. O movimento desse líquido faz vibrar a membrana basiliar e as células sensoriais.

Estas células, quando estimuladas geram impulsos nervosos que são transmitidos pelo nervo auditivo ao centro de audição do córtex cerebral.
Ouvido externo

Fazem parte do ouvido externo o pavilhão auricular e o canal auditivo, cujas funções são recolher e encaminhar as ondas sonoras até ao tímpano. É também no canal auditivo que se dá a produção de cera, que não é mais do que uma forma de este se manter húmido e limpo. Isto porque a cera ajuda a reter partículas de pó, sujidade e microorganismos.

Será importante referir que os vulgares cotonetes não devem ser introduzidos no canal auditivo. Isto porque ajudam a empurrar a cera contra o tímpano podendo danificá-lo ou, no mínimo, formar uma barreira que dificulta a audição.

O pavilhão auricular é muito desenvolvido em variadas espécies de mamíferos terrestres (sendo fundamental na localização de presas e de predadores) e é dotado de movimento. Com a evolução da nossa espécie, essa capacidade foi-se perdendo. Contudo, existem humanos que ainda hoje conseguem produzir pequenos movimentos com as orelhas.

Ouvido médio

O ouvido médio, também denominado de caixa timpânica, é uma cavidade com ar, por detrás da membrana do tímpano, através da qual a energia das ondas sonoras é transmitida, do ouvido externo até à janela oval na cóclea, esta já no ouvido interno. Essa transmissão de energia é efectuada através de três ossículos (o martelo , a bigorna e o estribo), que vibram, solidários com o tímpano. Estes três ossos (seis, se contarmos com os dois ouvidos) são os mais pequenos que podemos encontrar no corpo humano. No ouvido médio existe ainda um canal, em parte ósseo, em parte fibrocartilagíneo, denominado de trompa de Eustáquio, que o mantém em contacto com a rinofaringe. Esta é a forma encontrada pela natureza de manter uma pressão constante no ouvido médio. Para que isso possa acontecer, a trompa de Eustáquio abre e fecha constantemente.

A membrana do tímpano é, na realidade, constituída por três camadas, sendo a camada exterior uma continuação da pele do canal auditivo. A parcela superior da membrana denomina-se de pars flaccida, enquanto que a parcela inferior se chama pars tensa. É na parte central da pars tensa que se localiza a área vibrante activa, em resposta a um estímulo sonoro. A membrana timpânica é uma estrutura auto-regenerativa, sendo por isso capaz de corrigir um furo na sua estrutura.

A cadeia de pequenos ossos, as suas articulações e ligamentos estão revestidos por uma mucosa e pode tornar-se mais ou menos tensa, pela ação de dois pequenos músculos, o do martelo e o do estribo. Através deste mecanismo é possível limitar a transmissão de energia para o interior da cóclea (algo que é útil para evitar danos no ouvido interno quando estamos expostos a sons de intensidade elevada).

Ouvido interno

É no ouvido interno ou labirinto que se encontra a parte mais importante do ouvido periférico (o que se encontra entre o pavilhão auricular e os nervos auditivos). É ela a cóclea, em forma de caracol e responsável em grande parte pela nossa capacidade em diferenciar e interpretar sons. De facto, desenrola-se na cóclea uma função complexa de conversão de sinais, em resultado da qual os sons nela recebidos (do tipo mecânico) são transformados em impulsos elétricos que são depois encaminhados até ao cérebro através do nervo auditivo, onde são depois descodificados e interpretados.
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