Comprimento de Onda – Frequência – Velocidade do som
Parte 1
Quando você toca uma música através de uma caixa acústica ou alto-falante, o cone ou membrana do alto-falante movimenta-se, movendo-se para frente e para trás. Ao mover se para frente, a membrana comprime o ar na frente; e ao voltar, mover se para trás, ele deixa mais espaço para o ar na frente, causando uma rarefação. Veja a figura acima.
As moléculas de ar apenas se movem um pouco para a frente e para trás. O que realmente é transmitido de uma molécula para outra é a energia do movimento. A velocidade com que esta energia se propaga da fonte é a velocidade do som. Como regra geral, a velocidade do som no ar é de 344,5 m/s, para uma temperatura de 22,5 graus.
Isso significa que um segundo depois que a membrana do alto-falante começou a se mover, um ouvinte a 340 metros de distância começará a ouvir algo.
Se durante este segundo, a membrana do alto-falante apenas fizer um único ciclo de deslocamento, ou seja, para frente e para trás, dizemos que oscilou a uma frequência de 1 Hz, o que equivale a um ciclo por segundo. Dentro desse ciclo, a pressão do ar na frente do alto-falante aumentará ao máximo antes que a membrana tenha começado a voltar para trás, fazendo com que a pressão diminua até chegar a um mínimo, retornando ao ponto de equilíbrio.
Se pudéssemos parar o tempo depois de um segundo e caminharmos a 340 metros do alto-falante, observaríamos a distribuição da pressão na frente do alto-falante, refletindo a variação de pressão, formando assim um comprimento de onda completo. Veja a figura abaixo.
A maioria dos seres humanos houve sons a partir de uma frequência de 20 Hz, ou seja, quando o alto-falante executa 20 ciclos por segundo. O som ainda viaja à mesma velocidade da fonte, e ainda demora um segundo antes que um ouvinte a uma distância de 340 metros comece a ouvir algo.
No entanto, durante este tempo, o alto-falante já realizou 20 ciclos e, se novamente parar o tempo, teremos um padrão de distribuição das moléculas do ar, onde a pressão varia 20 vezes entre o máximo e o mínimo. O comprimento de onda é definido como o comprimento deste padrão para um ciclo, porque podemos colocar 20 ciclos na distância de 340 metros, o comprimento de onda para 20 Hz é 340 metros dividido por 20, que é de 17 metros.
Equivalentemente, para 20 kHz, que é normalmente a maior frequência que a maioria dos seres humanos podem ouvir, o comprimento de onda seria 340 metros dividido por 20.000, igual a 1,7 cm.
No próximo TechTalk veremos porque o comprimento de onda é importante.
