Em se falando de ondas, a primeira ideia que ocorre é o mar, fonte por excelência
não só de ondas propriamente ditas, mas das sonoras também. Entre estas e
aquelas, aliás, os pontos em comum são muitos. Por exemplo: se sopra um vento
fraco sobre o mar, formam-se ondas baixinhas e bem distantes umas das outras;
aumentando o vento, elas já se erguem mais altas e a intervalos menores, numa
sequência ligeira. Com as ondas de som acontece o mesmo: se o objeto em
vibração se move devagar, elas vão surgindo espaçadas umas das outras, o que
resulta num som baixo ou grave. Acelerado o movimento, produzem-se mais
ondas em cada unidade de tempo o que equivale a dizer que aumenta a
sua frequência. O som resultante, de grave que era, torna-se agudo porque, com o
aumento da frequência do movimento vibratório, se eleva também em a altura dos
sons.
Outro aspecto em que as ondas do som e do mar se parecem muito é a questão de
intensidade. Para que cheguem à praia aqueles imensos vagalhões que
caracterizam os dias de ressaca, é preciso que esteja soprando vento forte
nas regiões próximas do litoral. O mais violento dos tufões, soprando a milhares
de quilômetros de distância, jamais conseguirá o mesmo efeito. Da mesma
forma, as ondas sonoras: para que um som impressione fortemente o ouvido de
quem o recebe, não basta ter sido emitido por uma fonte de grande energia. Esta
deve estar a uma distância relativamente próxima, pois a intensidade do som varia
na razão direta da energia vibratória e na razão inversa da distância entre a fonte
e o ouvinte. Prova disso é que o estrondo de um canhão, ouvido a grande
distância, se reduz a um surdo murmúrio.
Entretanto, nem tudo são semelhanças entre as ondas do mar e as sonoras. Há
diferenças também. Uma delas é o timbre dos sons que cada qual produz. Duas
ondas do mar de altura idêntica, precipitando-se sobre um mesmo ponto,
produzem um som igual. Duas ondas sonoras, nem sempre: embora tenham a
mesma altura, podem soar de modo inteiramente diverso, conforme se
percebe ouvindo um dó tocado em violino e outro, obtido num piano.
As ondas são do mesmo tipo. Mas os sons, perfeitamente distintos. As ondas
sonoras podem ser representadas graficamente através de um diagrama. E o
diagrama é a maneira mais fácil de observar as suas diversas características.
Contudo, quem vê pela primeira vez o diagrama de um som comum - como
um acorde de piano - espanta-se com o emaranhado das linhas. Isso acontece
porque a maioria dos sons resulta da soma de diversas vibrações simultâneas,
que, no desenho, se fundem numa figura complexa. Um som resultante de uma
única vibração, entretanto, fornece um diagrama simples como o da ilustração.
Ao contrário das ondas luminosas, que não necessitam de um meio material para
sua propagação, as ondas sonoras só caminham com a vibração de partículas:
por isso, não se propagam no vácuo. No Universo não há som, pois, a maior parte
é construído pelo vácuo. A velocidade das ondas sonoras varia conforme a
elasticidade e a densidade do meio circundante. Ao nível do mar, por exemplo, o
som se propaga à razão de 1220 km por hora. Na água, essa velocidade
quadruplica. E, em certos metais que conduzem particularmente as vibrações, os
sons se difundem quatro vezes mais depressa que na água. E no vácuo,
cuja densidade é zero e onde não há moléculas que criem a condição de
elasticidade, não se formam ondas sonoras. Dessa forma, uma campainha soada
numa campânula, na qual se tenha produzido o vácuo, faz apenas movimento:
nenhum barulho.
As ondas sonoras propagam-se em todas as direções, de maneira que, diante de
um obstáculo, o som sofre um “dobramento”, faz a volta e segue o seu caminho,
segundo um processo que é explicado pela difração. Isto, porém, só se dá
tratando-se de obstáculos relativamente pequenos: uma esquina, por exemplo.
Tratando-se de barreiras maiores, como uma montanha, o som choca-se contra ela, reflete-se e volta para trás.
A lei que rege a reflexão do som é igual à da reflexão luminosa: o ângulo de
incidência de uma onda é o mesmo que ela observa depois de refletida. E o plano segui do pela onda incidente é idêntico ao que ela adota após a reflexão.
Um dos casos mais conhecidos de reflexão sonora é o eco. Para que ele ocorra, é preciso que haja à frente da fonte emissora uma superfície sólida e ampla, e que entre as duas exista uma distância mínima de17 metros.
Quando uma pessoa lança um grito contra uma montanha, primeiro ouve o som de sua própria voz e, decorrida uma pequena pausa, o reflexo que volta. Havendo apenas uma superfície refletora, uma vez registrado o eco o som se dispersa e “morre”. Mas, se atrás da pessoa houver outro obstáculo grande, também a mais de 17 metros de distância, o som refletido na primeira superfície ecoará novamente na segunda. E este segundo eco retornará ao primeiro obstáculo, produzindo novos ecos, até que as repetidas viagens enfraqueçam a intensidade do som e ele se desvaneça por completo.
Essa exigência de que a distância entre a fonte sonora e a superfície de reflexão seja maior do que 17 m para que ocorra o eco não é arbitrária. A uma distância de 17 m, o som cobrirá os 34 m do percurso de ida e volta em um décimo de segundo, pois, em condições normais de temperatura e pressão, a sua velocidade, propagando-se no ar, é de 335 m por segundo.
Logo, a pessoa que deu o grito ouvirá o eco de sua voz imediatamente depois de gritar. Sendo maior a distância, maior será a duração da viagem e mais longo o prazo até o retorno do som refletido. Sendo menor, entretanto, o som refletir-se-á no obstáculo quase ao mesmo tempo em que for emitido, de maneira que não haverá distinção entre a vibração original e a sua reflexão, a qual funcionará apenas como um reforço da primeira.
Esse fenômeno, conhecido em física com o nome de reverberação, é muito usado em filmes e gravações para a obtenção de efeitos especiais, pois prolonga a duração normal das vibrações, dando aos sons uma característica sobrenatural (muitas vezes, por sinal, tais efeitos são produzidos eletronicamente, em estúdios próprios).
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Além da reflexão e reverberação, as ondas sonoras estão sujeitas a outros fenômenos. A refração é um deles e ocorre quando um som passa de um meio elástico a outro, de densidade diferente, o que altera a velocidade original de propagação, mudando também outras características do som.
Por mais harmônicas que sejam, às vezes as ondas sonoras brigam entre si. E, quando isso acontece, dá-se um outro tipo de fenômeno, chamado interferência, cujo resultado pode ser a formação de ondas estacionárias.
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