O difração de som é o fenômeno que ocorre quando o som se curva e se espalha ao redor de uma abertura ou obstáculo. É algo comum a todas as ondas: quando a onda sonora atinge uma abertura ou um obstáculo, os pontos de seu plano tornam-se fontes e emitem outras difratadas..
O som é precisamente uma onda de pressão que se propaga pelo ar e também pela água e pelos sólidos. Ao contrário da luz, que também é uma onda, o som não pode se propagar no vácuo. Isso ocorre porque a luz funciona de maneira completamente diferente - é uma onda eletromagnética..
A chave no fenômeno da difração é o tamanho do obstáculo em relação ao comprimento de onda: a difração é mais intensa quando o obstáculo tem dimensões comparáveis ao comprimento de onda..
No som, o comprimento de onda é da ordem de metros, enquanto o da luz é da ordem de centenas de nanômetros. Enquanto o som tem escala humana, a luz tem escala de micróbio.
Essa enorme diferença na escala de comprimento de onda entre som e luz está por trás do fato de que podemos ouvir uma conversa de uma esquina sem sermos capazes de observar quem está falando..
E é que o som é capaz de dobrar a esquina, enquanto a luz continua reta. Este fenômeno de curvatura na propagação da onda sonora é justamente a difração do som.
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O som é entendido como as ondas de pressão que viajam pelo ar e que estão incluídas na faixa audível.
A faixa audível para o ouvido de um ser humano jovem com deficiência auditiva está entre 20 Hz e 20.000 Hz. Essa faixa tende a diminuir com a idade..
Os tons ou frequências baixas estão entre 20 Hz e 256 Hz. Os tons médios estão entre 256 Hz e 2.000 Hz. E os tons altos estão entre 2 kHz e 20 kHz..
A velocidade do som no ar à pressão atmosférica de 1 atm e 0ºC é 331 m / s. A relação entre velocidade v propagação de uma onda com seu comprimento de onda λ e sua frequência F É o seguinte:
v = λ⋅f
Desta relação, temos que o comprimento de onda tem os seguintes intervalos:
- Tons baixos: 16,5m a 1,3m.
- Meios-tons: 130cm a 17cm.
- Tons altos: 17 cm a 1,7 cm.
Um auditório ou sala de concertos é geralmente um espaço fechado com paredes que absorvem o som, impedindo a sua reflexão..
Porém, se a porta do auditório estiver aberta, o concerto poderá ser ouvido sem problemas, mesmo quando a orquestra estiver fora de vista..
Se você estiver bem em frente à porta, poderá ouvir toda a gama de sons. No entanto, se você ficar de lado, os sons graves serão ouvidos, mas os agudos não..
Os sons graves têm comprimentos de onda longos e, portanto, podem envolver a porta e ser ouvidos atrás dela. É tudo devido ao fenômeno da difração.
Um alto-falante ou alto-falante emite uma ampla gama de comprimentos de onda. A própria caixa de alto-falante é um obstáculo que produz um sombra som atrás dela.
Esta sombra de som é clara para as altas frequências, que não podem ser ouvidas atrás do alto-falante, enquanto o baixo e parte dos médios podem ser ouvidos porque viram o aparelho de cabeça para baixo..
O experimento acima funciona melhor em um espaço aberto, pois deve-se levar em conta que o som pode ser refletido em paredes e outros objetos, permitindo que todos os tons sejam ouvidos, mesmo atrás da caixa do alto-falante..
Uma banda de músicos tocando na rua pode ser ouvida de uma rua transversal da qual os artistas não podem ser vistos..
A razão, como dissemos antes, é que a direção do som é capaz de curvar e cruzar o canto, enquanto a luz viaja em linha reta..
No entanto, esse efeito não é o mesmo para todos os comprimentos de onda. As ondas longas são difratadas ou dobradas mais do que as ondas curtas.
Por isso, na rua transversal, de onde não se avistam os músicos, não se ouve bem os instrumentos agudos como trompetes e violinos, enquanto a bateria e o baixo são ouvidos com maior clareza..
Além disso, os tons baixos de comprimento de onda longo atenuam menos com a distância do que os sons de alta frequência de comprimento de onda curto..
Os elefantes emitem ondas de infra-som de comprimento de onda muito baixa e muito longa para se comunicarem com seus pares a grandes distâncias. As baleias também fazem isso, o que também lhes permite uma boa comunicação à distância.
Para que um alto-falante tenha uma grande área de audição, a largura do alto-falante deve ser menor que o comprimento de onda do som que está emitindo.
Existe um design específico da buzina que tira vantagem da difração de som: esta é a buzina de dispersão.
Em geral, acredita-se que quanto maior o diafragma do chifre, mais área ele cobre. Porém, no chifre de dispersão o diafragma é pequeno e seu formato é o que amplifica o som, aproveitando o fenômeno da difração do som..
O formato do chifre é como uma boca retangular ou chifre de saída menor do que os comprimentos de onda que ele emite..
A instalação correta deste tipo de caixa acústica é feita com o lado curto da boca retangular horizontalmente e o lado comprido verticalmente. Desta forma, consegue-se uma maior amplitude de cobertura horizontal e direcionalidade do som paralelo ao solo..
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