Velocitat de propagació del so

En l’entrada "Propagació del so", hi vam comentar la naturalesa de la transmissió del so, establint que aquest ho fa per mitjà d’ones sonores. Aquestes ones vibratòries són les que entren per la nostra orella i, mitjançant el timpà, arriben en forma d’impulsos elèctrics al cervell.

En aquest escrit, veurem que, com la llum, el so es propaga a una velocitat fixa determinada, però colossal.

Propagació del so a través de les substàncies

René Laënnec, un jove metge francès, va inventar a principis del segle XIX l’estetoscopi -aquell instrument que permet escoltar els batecs del cor- al recordar que el so es transmet millor pels cossos sòlids. Improvisadament, va agafar un tros de paper, el va enrotllar, i va quedar meravellat al poder sentir els batecs del cor d’un pacient com ningú mai abans havia pogut fer.

Senzillament va aplicar un principi físic que es coneixia des de ja feia molts anys.

La velocitat de propagació del so varia segons la substància que constitueix el medi i el seu estat físic. En general, ens els sòlids la velocitat és major que en els líquids, i en aquests és més gran que en els gasos, variant en aquests últims la pressió i la temperatura.

D’aquí és on n’extraiem les similituds entre la llum i el so; Ambdues són ones (tot i que també hem establert la dualitat ona-partícula en el cas de la llum). Totes dues es transmeten a diferents velocitats segons el medi i el seu estat físic, i a totes dues, com veurem ara, se’ls atribueix una velocitat determinada.

Velocitat de propagació del so

Tot i que l’aire no és el millor transmissor del so, estem impregnats d’ell, i com a conseqüència, se’l considera el medi transmissor per excel·lència.

Quasi totes les comunicacions sonores que es produeixen en el dia a dia, es transmeten per l’aire. Al veure la televisió, xerrar amb el veí, assistir a una classe,... estem utilitzant l’aire com a medi de transport de les ones sonores. Aquelles petites excepcions en les quals més aviat utilitzem els sòlids per comunicar-nos, serien; escoltar música amb auriculars, parlar pel telèfon, etc.

Doncs bé, establida la consolidació de l’aire com a medi transmissor per excel·lència, és per mitjà d’aquest en el qual hi fixem la velocitat mitja del so, de 340 m/s. Aquesta condició es dóna sempre i quan la pressió atmosfèrica sigui normal i la temperatura de l’aire d’uns 15ºc.

Com podeu comprovar, la velocitat de propagació del so és quasi 900 vegades inferior a la de la llum. D’aquí prové el veure primer el llamp i després sentir el tro, tot i que aquests dos es produeixin quasi simultàniament. És mític en un dia de tempesta calcular la distància en la qual es troba la turmenta respecte on estàs, contant el temps que hi ha entre llampec i tro i multiplicant-lo per 340 (si són 2 segons, 680 metres, si en són 3, 1020 metres, etc.)

Aquesta magnitud també està estretament relacionada amb el fenomen acústic conegut com a “eco”. L’eco és la conseqüència del xoc d’una ona sonora contra un obstacle, i la seva posterior reflexió tornant a passar pel punt de partida –d’aquí prové que l’observador (o qui ha amés el so) escolti un so en dues ocasions-.

El cert és que per a que l’eco es produeixi és necessari que entre l’emissor del so i l’obstacle hi hagi una distància mínima d’uns 30 metres, posat que l’oïda humà és tan sols capaç d’apreciar separadament dos sons quan entre ells hi ha, al menys, un temps de 0,1s.