En general, la Intensidad de una Onda es la energía que esa onda transporta por unidad de área y por unidad de tiempo. Es decir:
La idea de la intensidad es bastante intuitiva: considera una lámpara de 50W. Este valor, llamado "potencia" significa que consume 50J de energía en 1s, transformando una parte en luz. Eso es DE/. Dt. Evidentemente, la energía que entrega es siempre la misma. Sin embargo, no es lo mismo ver esta lámpara desde 10m de distancia que desde 1 km de distancia; en el último caso nos parecerá muy débil e inclusive difícil de ver. Ello es consecuencia de que la misma energía debe distribuirse sobre un área mucho mayor: una esfera de 1km de radio. Como el tamaño de nuestros receptores visuales es siempre el mismo, a mayor distancia de la lámpara recogeremos solo una pequeña fracción de la energía emitida. Llegará una distancia para la cual nuestros receptores no reaccionarán ante un valor de energía demasiado pequeño y en ese punto dejaremos de ver la luz.
Algo similar ocurre con el sonido, solamente que la energía es la tarnsportada por la onda sonora, la cual depende del cambio de presión que provoca la onda. La intensidad de la onda sonora se calcula así:
Las intensidades de sonido que nuestro oído puede captar son sumamente dispares: van desde un mínimo de 10-12W/m2 (lo que se denomina umbral de la audición o intensidad umbral, I0) hasta un límite superior –cuando la intensidad de sonido nos empieza a provocar dolor- de 1W/m2 llamado umbral de sordera o umbral de dolor. Estos valores son uno un billón de veces superior al otro.
El Principio de Superposición
La intensidad cumple el Principio de Superposición: la intensidad sonora total que genera un conjunto musical es la suma escalar de las intensidades sonoras de cada uno de sus integrantes.
(ii) La Ley Cuadrática de las Intensidades
Consideren un emisor de ondas sonoras -un parlante- ubicado en el punto O, que emite energía en todas las direcciones con una potencia DE/Dt.
Esto explica por qué un mismo sonido se percibe con diferentes intensidades a medida que nos vamos alejando de la fuente. Cuando esa intensidad se halle por debajo de la umbral, simplemente dejaremos de oir dicho sonido.
El Principio de Superposición
La intensidad cumple el Principio de Superposición: la intensidad sonora total que genera un conjunto musical es la suma escalar de las intensidades sonoras de cada uno de sus integrantes.
(ii) La Ley Cuadrática de las Intensidades
Consideren un emisor de ondas sonoras -un parlante- ubicado en el punto O, que emite energía en todas las direcciones con una potencia DE/Dt.
A medida que esta energía sonora se va alejando de la fuente, se distribuye sobre esferas que van aumentando en radio y en superficie. Como la intensidad sonora depende inversamente del área, es fácil demostrar que la relación entre las intensidades es inversa a la relación de los cuadrados de las distancias. Es decir:
Esto explica por qué un mismo sonido se percibe con diferentes intensidades a medida que nos vamos alejando de la fuente. Cuando esa intensidad se halle por debajo de la umbral, simplemente dejaremos de oir dicho sonido.
El manejo de valores tan diferentes de intensidad sonora no es cómodo desde el punto de vista técnico, por lo que la compañía telefónica norteamericana Bell introdujo en 1923 un número b que indicaba simplemente la relación entre dos potencias de diez. Dicho número recibió el nombre de bel (B) en honor de Graham Bell (1847 – 1922), el pionero de la telefonía. El número b se define dentonces así:
b = log (I2/I1)
indicando log el logaritmo ordinario o logaritmo de Briggs (en base 10).
Aunque inicialmente b estaba destinado a medir el factor de atenuación de las líneas telefónicas, pronto se mostró útil para expresar la relación entre cualquier par de números muy dispares, entre ellos las intensidades sonoras, definiendo una magnitud denominada nivel de sonoridad. En este caso se toma como divisor la intensidad umbral I0 = 10-12W/m2.
Como esa escala tenía poco múltiplos, se decidió ampliarla diez veces, definiéndose una magnitud denominada nivel de sonoridad, que se expresa así:
Usando esta ecuación resulta que para la intensidad umbral del sonido corresponde un nivel de sonoridad de 0 db y para el umbral de dolor corresponden 120 db.
