biofísica del sonido

BIO

FÍS

ICA

DEL S

ON

IDO

Universidad de Sucre Facultad Ciencias de la

SaludPrograma de Medicina

Andrea Carrascal Herazo; Lina Merlano Romero; Hebe Burgos Romero; Luis Alfredo Caraballo

¿Qué es el sonido?

Origen del sonido Medio sustrato material

Aparato auditivo

BIOFISICA DEL SONIDO

Propagación del sonido

Sonidos intensos Fino movimiento

(vibración)

Sonidos agudos (-) Graves ≠ velocidad de vibración

(+) Agudos

¿Qué es el sonido?


El sonido es una perturbación que se propaga en forma de onda, alterando de tal forma la posición instantánea de las moléculas constituyentes de un medio, que estas sufren desplazamientos paralelos a la perturbación, en un intervalo muy corto de tiempo, retornando nuevamente a la posición anterior una vez que el fenómeno ha cesado.

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se

produjo hacia el medio que rodea

ese punto

Onda

Mecánicas

Longitudinales

Transversales

Electromagnéticas


-Medio de propagación.-La velocidad depende del medio.-Movimientos oscilatorios en el medio.Ej: ondas en cuerdas, ondas sonorasMecánicas

Longitudinales Dirección paralela

Transversales Dirección perpendicular

BIOFISICA DEL SONIDOBIOFISICA DEL SONIDO


Onda


Cualidades del sonidoIntensidad

Es la cantidad de sonido que emite un objeto al vibrar. Cuanto más fuerte es el sonido, más amplitud tiene la onda. La intensidad sonora que hay en un lugar determinado se mide en decibelios (dB).

Esta relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda”.


Cualidades del sonidoTono

Esta relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Los sonidos graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran frecuencia.


Cualidades del sonidoTimbre


Cualidad que nos permite distinguir el sonido producido por instrumentos diferentes. La onda resultante tiene una forma diferente. Esto ocurre porque la onda que produce cada instrumento es la suma de la onda del tono principal (la que determina la altura del sonido) y otras ondas más pequeñas generadas por ésta, que se denominan armónicos. El resultado final es una onda formada por varias ondas.


ES

TR

UC

TU

RA

DEL O

IDO


OIDO EXTERNO

Desemboca en el tímpano. Tiene unos 2,7 cm de long. y un diámetro promedio de 0,7 cm

Reúne las ondas sonoras que entra al conducto auditivo externo

El tímpano es una membrana que es puesta en movimiento por la onda que la alcanza


Caja timpánica• Contiene la cadena de huesecillos

• Las variaciones de presión producidas por las ondas sonoras sobre el tímpano determinan movimientos de la cadena de huesecillos que se comunican al oído interno por medio del estribo el cual efectúa un movimiento de balanceo de la ventana oval, enviando ondas de presión al fluido coclear

OIDO MEDIO


Laberinto óseo Contiene la perilinfa• Vestíbulo: porción central• Cóclea• Canales semicirculares

Laberinto membranoso endolinfa

OIDO INTERNO


MECANISMO DE LA AUDICIÓN


1. Recepción

• La onda sonora incide sobre el pabellón auditivo, el cual

los transmite.

• Orientación auditiva.

• Su función en la orientación depende de tres factores: la

intensidad del sonido, la fase de las ondas y el tiempo

que tarda la onda en llegar al cerebro.

• El fenómeno de la audición normal en los seres humanos

da lugar a un efecto de difracción de las ondas sonoras.

• Si las ondas sonoras son de gran frecuencia, o la

longitud de onda pequeña frente a las

dimensiones de la cabeza aparece una diferencia

de intensidad entre los sonidos percibidos por

cada oído

• Sí éstos son de baja frecuencia lo que se observa

es una diferencia de fase, es decir, cierta

diferencia de tiempo entre los oídos.




2. Transmisión

• La transmisión del oído se efectúa en primer lugar a través de la cadena de huesecillos

• La onda sonora pasa de un medio aéreo a otro líquido, por lo que es necesario un sistema adaptador, constituido por la cadena ósea.

• Nos permite evaluar las pérdidas que sufre la onda sonora al pasar de un medio a otro.

• La cadena ósea tiene una función protectora, dado que

los músculos del martillo y del estribo reducen la

amplitud de las oscilaciones y protegen al oído interno

frente a los sonidos intensos de baja frecuencia.

• La presión en el tímpano se transmite a la superficie del

tímpano y la del estribo a la ventana oval, lo que

originan las vibraciones en los líquidos del oído interno,

que a su vez estimula las células sensoriales.



3. Percepción• Es el resultado de los procesos psicológicos que

tienen lugar en el sistema auditivo central y permiten interpretar los sonidos recibidos.

• La cóclea cumple una función importante en el sentido del oído: transforma los sonidos en mensajes nerviosos y los envía al cerebro. Allí, los pequeños pelos que recubren la cóclea se mueven y agitan. De esta manera, le avisan al cerebro que oyes un sonido.



Intensidad acústica subjetiva

• El oído posee un rango de frecuencia de 20 Hz a 20 Khz

• O la intensidad de la onda sonora se define como la energía transportada por segundo en la unidad de área

• O la unidad de intensidad del sonido vatio/cm2.


Umbral de la audición • El umbral de la audición U se define como el

sonido más débil que puede ser oído por un sujeto

• unidad es el Bel y se le define como el logaritmo del cociente entre la intensidad de un sonido dado I y el umbral de la audición:

Bel= 1g x I/U


Resonancia• Cuando una onda incide en un medio con una

frecuencia igual a la frecuencia natural del medio, se produce un refuerzo de la vibración que se llama resonancia

• Consiste en la magnificación de la amplitud.


Microfónica coclear• Como respuesta a la estimulación acústica se

generan potenciales a nivel de la cóclea en forma inmediata.

• Son producidos por las inflexiones de los cilios de las células ciliadas debido a la vibración de la membrana.

• Estos generan una corriente que no constituyen impulsos nerviosos sino potenciales propios de la cóclea.


Ondas Viajeras• La onda produce una presión del estribo a la

ventana oval, transmitiéndola al oído medio.

• La inflexión de la membrana bacilar se produce ya que la onda no tiene tiempo de recorrer el espacio entre la membrana oval hasta la membrana redonda.

• Su tensión elástica inicia una onda que viaja a lo largo de la ventana.


Ondas Viajeras• Los diversos segmentos de la

membrana bacilar tienen distintas frecuencias naturales

• Cuando hay resonancia con la frecuencia, se reforzará en ése sitio.

• Las frecuencias altas, medianas y bajas harán vibrar las porciones basal, medial y helicotrémica respectivamente.


Audiometría• Agudeza auditiva: es la capacidad del oído de

detectar sonidos de pequeña intensidad.

• Se utiliza un instrumento capaz de emitir tonos puros entre las frecuencias de 100 a 12000 ciclos/seg o hertz denominado audiómetro.

• Este aparato consta de un oscilador productor de ondas sinusoidales puras, conectado a un atenuador. estas ondas pasan a el sujeto por medio de unos audífonos.


Audiometría• Para la vía ósea se pone en contacto con la apófisis

mastoides un vibrador conveniente.

• Estos datos se grafican en coordenadas cartesianas.

• Existe una gráfica normal del sujeto tipo y sobre estos parámetros se puede determinar la normalidad de audiograma.


Ultrasonido• Las frecuencias audibles comprende de 20 a

20000 Hz

• Un individuo normal tiene dificultades para oír sonidos mas altos de 20000 Hz, y son denominados ultrasonidos.


Producción de ultrasonidos

Magnetostricción:

• Cuando se hace actuar un campo magnético intenso sobre una varilla de hierro dulce produce una contracción y dilatación periódica

• Esta vibración de la varilla puede generar ultrasonidos de elevada frecuencia.


Producción de ultrasonidos

Piezoelectricidad:

• Fue descubierta por los esposos Curie en 1880 y consiste básicamente en la producción de potenciales eléctricos por la compresión brusca de cristales tales como el cuarzo y el tartrato doble de sodio y potasio.


Efectos biológicos de los Haces Ultrasónicos.

• Efectos térmicos: la absorción del sonido en un medio material sigue una ley exponencial:

“Una fracción idéntica de energía incidente se absorberá por cada capa de igual espesor”

• La atenuación del has supone una entrega de energía al medio, la cual produce un aumento de la temperatura local, que puede ser importante para haces de elevada intensidad.


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