Ondas sonoras
Clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 31,84 KB
Ondas sonoras audibles
Sonido: Onda mecánica longitudinal que se propaga por un medio elástico.
Perturbación física que se propaga en un medio elástico como el aire
El espectro sonoro se divide en 3 intervalos de frecuencias:
Sonido audible, sonido infrasónico y sonido ultrasónico.
Estos intervalos se definen como sigue: Sonido audible es el que corresponde a las ondas sonoras en un intervalo de frecuencias de 20 a 20000 Hz.
Las ondas sonoras que tienen frecuencias por debajo del intervalo audible se denominan infrasónicas.
Las ondas sonoras que tienen frecuencias por encima del intervalo audible se llaman ultrasónicas.
Efectos sensoriales-Propiedad física
Fuerza (volumen-Intensidad
Tono-Frecuencia
Timbre (calidad)-Forma de la onda
Las ondas sonoras constituyen un flujo de energía a través de la materia. La intensidad de una onda sonora específica es una medida de la razón en la que la energía se propaga por cierto volumen espacial.
En vista de que la amplitud del intervalo de intensidades al que es sensible el oído, es más práctico establecer una escala logarítmica para las mediciones de intensidades sonoras, la cual se basa en la regla siguiente:
Cuando la intensidad I1 de un sonido es 10 veces mayor que la intensidad I2 de otro, se dice que la relación de intensidades es de 1 bel (B).
En la práctica, la unidad de 1 B es demasiado grande. Para obtener una unidad más útil, se define el decibel (dB)en acústica como:
La relación logarítmica de dos cantidades
Por lo tanto la respuesta del ejemplo anterior también puede expresarse como 76.8 dB
El cambio de la intensidad varía con el cuadrado de la distancia de la fuente. Por ejemplo, una persona colocada al doble de distancia de una fuente oye el sonido a la cuarta parte de la intensidad anterior y una persona alejada el triple de distancia oye el sonido a un noveno de la intensidad.
Si consideramos que el sonido se irradia hacia afuera en todas direcciones desde una fuente puntual; La onda sonora se ve como una sucesión de superficies esféricas. Considere los puntos A y B ubicados a las distancias r1 y r2 de una fuente que produce un sonido de potencia P.
Tono y calidad
La frecuencia de un sonido determina lo que el oído juzga como el tono del sonido. Los músicos designan el tono por las letras que corresponden a las notas de las teclas del piano.
Por ejemplo, las notas do, re y fa se refieren a tonos específicos, o frecuencias.
Dos sonidos del mismo tono se pueden distinguir fácilmente. Suponga que suena la anota do (256 Hz) sucesivamente en un piano, una flauta, una trompeta y un violín. Aún cuando cada sonido tiene el mismo tono, hay una marcada diferencia en la calidad o timbre del sonido.
Un do correspondiente a cada uno de estos instrumentos tiene la misma frecuencia (tono), pero todos producen sonidos muy distintos debido a las condiciones de frontera diferentes. La cantidad y la intensidad relativa de los armónicos presentes influyen en la calidad o timbre del sonido.
La calidad o timbre de un sonido se determina por el número y las intensidades relativas de los armónicos presentes.
La diferencia en calidad o timbre entre dos sonidos puede observarse en forma objetiva analizando las complejas formas de onda que resultan de cada sonido.
En general cuanto más compleja es la onda, mayor es el número de armónicos que contribuyen a dicha complejidad.
El origen de la escala musical
La escala actual (escala occidental) es el resultado de un largo proceso de aprendizaje de las notas. Los pitagóricos construyeron un aparato llamado monocordio que se componía de una tabla, una cuerda tensa y una tabla más pequeña que se iba moviendo por la grande.
El origen de la escala musical
Los pitagóricos observaron que haciendo más o menos larga la cuerda (moviendo la tabla móvil) se producían sonidos diferentes. Entre estos sonidos escogieron algunos que eran armoniosos con el sonido original (cuerda entera).
El origen de la escala musical
Los más importantes, por su simplicidad y su importancia a la hora de construir la escala musical, son:
La octava. Cuando la cuerda medía un medio del total, el sonido se repetía, pero más agudo. La octava es lo que correspondería a un salto de ocho teclas blancas del piano; o mejor dicho, una octava es la repetición de un sonido con una cuerda con la mitad de longitud, por tanto, otra nota armoniosa. Su frecuencia es el doble de la primera.
La quinta es otro intervalo entre notas que se obtiene con una cuerda de longitud dos tercios de la inicial. Su frecuencia es de tres medios del sonido inicial. Corresponde a un salto de cinco teclas blancas en un piano.
La cuarta es, como las anteriores, otro intervalo entre notas que se obtiene con una cuerda de longitud tres cuartos de la inicial. Su frecuencia es cuatro tercios de la nota inicial.
La escala musical
El origen de la escala musical
Así a partir de un sonido original obtenemos diferentes notas, las cuales se muestran a continuación:
El origen de la escala musical
Si suponemos que la nota inicial es el Do, entonces la octava, quinta y cuarta son las notas:
Que corresponden a la cuarta, quinta y octava notas respectivamente de la escala diatónica (las teclas blancas del piano). Todas estas relaciones entre las notas se denominan intervalos.
La construcción de la escala musical
Ordenando la octava de la frecuencia más pequeña a la más grande:
Relacionando las frecuencias de una nota y la anterior:
Esta es la escala que llamamos diatónica. Consta de 7 notas, la octava es la misma que la anterior una octava más alta. Se corresponden a las teclas blancas del piano.
Si ahora utilizáramos las cuartas para ir encontrando nuevas notas, comenzaríamos a obtener las "teclas negras" del piano, es decir, los sostenidos y los bemoles. Cuando la escala queda completa con 12 notas (las teclas negras y las blancas), esto es lo que se llama la escala cromática.
Esta es la escala que llamamos diatónica. Consta de 7 notas, la octava es la misma que la anterior una octava más alta. Se corresponden a las teclas blancas del piano.
Si ahora utilizáramos las cuartas para ir encontrando nuevas notas, comenzaríamos a obtener las "teclas negras" del piano, es decir, los sostenidos y los bemoles. Cuando la escala queda completa con 12 notas (las teclas negras y las blancas), esto es lo que se llama la escala cromática.
La construcción de la escala musical
Interferencia y pulsaciones
La interferencia también se presenta en el caso de ondas sonoras longitudinales y el principio de superposición también se les aplica a ellas.
Un ejemplo común de la interferencia en ondas sonoras se presenta cuando dos diapasones (o cualquier otra fuente sonora de una sola frecuencia) cuyas frecuencias difieren ligeramente, se golpean de manera simultánea.
El sonido producido varía en intensidad, alternando entre tonos fuertes y casi silencio.
Interferencia y pulsaciones
Estas pulsaciones regulares se conocen como pulsaciones.
El efecto vibrato que se obtiene en algunos órganos es una aplicación de este principio.
Cada nota del vibrato es producida por dos tubos sintonizados a frecuencias ligeramente diferentes.
Interferencia y pulsaciones
La superposición de ondas A y B muestra el origen de las pulsaciones:
Interferencia y pulsaciones
Ejemplo: Si superponemos dos tonos puros de 700 Hz y 800 Hz e igual amplitud, se tiene la siguiente situación:
Interferencia y pulsaciones
Consonancia y disonancia
Si la diferencia de frecuencias es muy pequeña, entonces las pulsaciones serán muy lentas, y no se percibirán como una pulsación sino como una suave envolvente.
Por ejemplo, si las frecuencias son 440.1 y 440 Hz, la diferencia es 0.1 Hz, es decir una pulsación cada 10 seg.
En este caso, dado que la gran mayoría de las notas usadas en música son mucho más cortas que eso, no llegará a completarse una pulsación, produciéndose más bien la sensación de un sonido más cantado más expresivo.
Consonancia y disonancia
Si las pulsaciones son un poco más rápidas, por ejemplo 1 o 2 Hz, se percibe un efecto llamado trémolo, semejante a notas repetidas. Si son bastante más rápidas, por ejemplo 5 o 10 Hz hasta unos 50 Hz, el resultado produce una sensación de agitación comúnmente denominada disonancia.
Supongamos por ejemplo, un acorde formado por dos sonidos de 220 Hz y 311 Hz (un LA y un RE# respectivamente). Es sabido en música que dicho acorde resulta disonante. Si efectuamos la resta entre ambas frecuencias obtenemos:
311 Hz – 220 hz = 91 Hz
Que es una pulsación demasiado rápida para provocar sensación de disonancia.
La condición para que 2 sonidos formen un acorde consonante es que no exista interferencia entre armónicos importantes, es decir, intensos, de uno y otro sonido.
Así tenemos que la consonancia más perfecta es el unísono (frecuencias exactamente iguales, ya que en ese caso no hay en absoluto pulsaciones). Luego sigue la octava, es decir cuando los sonidos están en una relación de frecuencias 2:1 (un sonido tiene el doble de la frecuencia que otro).
Aquí tampoco hay posibilidad de choques entre armónicos del más agudo, coinciden exactamente con armónicos del más grave.
Luego sigue la quinta, que corresponde a una relación de frecuencias de 3:2 (uno de los sonidos tiene frecuencia 1.5 veces la del otro).
En este caso tomemos como ejemplo la quinta formada por el LA de 220 Hz y el MI de 330 Hz. En este caso los armónicos sucesivos difieren en 110 Hz o más.
Propagación del sonido
Ley del cuadrado inverso
Establece que la intensidad del sonido en el campo libre es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de la fuente
Frecuencia y amplitud
El número de ciclos/segundo determina lo que se llama frecuencia.
Amplitud es la máxima separación o apartamiento que tienen las partículas del medio de su posición de equilibrio
Auditivamente la amplitud determina el volumen o intensidad del sonido
Velocidad del sonido
Cuando un sonido de desplaza en el aire, que es el medio en que generalmente trabaja el oído humano 341 m/s a una temperatura de 20º c. Con un factor de 0.6 m/s por cada grado centigrado.
Longitud de onda
Es la distancia que recorre la onda sonora para completar su ciclo
Por ejemplo, para obtener la longitud de onda de una onda sonora de 200 hz. Realizamos el siguiente procedimiento:
= 340 m / 200 hz
= 1.7 metros
A menor frecuencia mayor longitud de onda
A mayor frecuencia menor
Periodo
Es el tiempo que tarda una onda en completar su ciclo.
Se obtiene a partir de la siguiente fórmula:
Periodo = 1/frecuencia
A menor frecuencia mayor periodo
A mayor frecuencia menor periodo
Fase
Fase es la relación de tiempo de las ondas sonoras con respecto al tiempo de referencia inicial.
Con respecto a la fase es importante destacar dos aspectos:
La polaridad en la reproducción de las ondas sonoras
El retraso en la reproducción de las ondas sonoras
Contenido armónico
La característica que determina el timbre de una fuente sonora es el contenido armónico
Los armónicos son frecuencias mayores que la original (llamada frecuencia fundamental), y tienen la característica de ser múltiplos de ésta.
Contenido armónico
Envolvente
Esta característica describe la manera en que la amplitud de un sonido varía con respecto al tiempo desde que es generado hasta que se extingue.
Envolvente
El envolvente está formado por cuatro etapas: Ataque Decaimiento Sostenimiento Liberación
Envolvente
El ataque es el tiempo que tarda el sonido desde que surge hasta que alcanza su máximo nivel.
El decaimiento es el tiempo necesario para que la intensidad se estabilice.
El sostenimiento es el tiempo en el que la intensidad sonora permanece estable
La liberación es el tiempo en el que la intensidad sonora disminuye hasta hacerse inaudible
Decibel
Bel. Es la relación entre 2 magnitudes
Bel = log mag1/mag2
Db = 10 log mag1/mag2
Db = log w/wref
Cálculo de los decibeles
Los db nos indican la relación entre 2 cantidades expresadas de manera logarítmica (en watts, volts, presión sonora etc.).
La ecuación matemática de los db (en watts)
Db = 10 log (potencia 1 / potencia 2)
Escalas en decibeles
Regla no. 1
(En potencia, watts) 3 db, indica una relación 2 a 1.
Regla no. 2
(En potencia, watts) 10 db, indica una relación 10 a 1.
Regla no. 3
(En presión, volts o spl) 6 db, indica una relación 2 a 1.
Regla no. 4
(En presión, volt o spl) 20db, indica una relación 10 a 1.
Escalas en decibeles
Dbm Dbw Dbu Dbv Dbspl Dbm
El dbm está relacionado con unidades eléctricas con 1 miliwatt como referencia, es decir:
0 dbm = 0.001 watt (1 miliwatt)
Dbm
Esta unidad se convirtió en estándar en 1940 para aplicarse en líneas telefónicas donde la resistencia es de 600 ohms.
Este valor (0.001 watts) corresponde a la potencia disipada cuando se insertan 0.775 volts en una línea con 600 ohms de resistencia.
Dbm = 10 log (potencia / 0.001)
Su utilidad se enfoca en medidores de componentes electrónicos (mezcladoras, ecualizadores, crossovers, etcétera)
Dbw
El dbw está relacionado con unidades eléctricas con 1 watt como referencia, es decir:
0 dbw = 1 watt
Se implementa para reducir valores en especificaciones de alta potencia.
En la escala dbw, cuando el medidor indica 0, significa que el aparato produce 1 watt de potencia
Dbw = 10 log (potencia / 1)
La escala dbw se utiliza comunmente en medidores de amplificadores de potencia
Dbu
0 dbu = 0.775 volts
Dbu = 20 log (voltaje / 0.775)
La escala dbu al igual que la escala dbm es utilizada en medidores de componentes electrónicos (mezcladoras, ecualizadores, crossovers, etcétera)
Ecuación de ohm
Voltaje = potencia x impedancia
Dbv
El está relacionado con unidades eléctricas con 1 volt como referencia.
0 dbv = 1 volt
Dbv = 20 log (voltaje / 1)
La escala dbv al igual que la escala dbu es utilizada en medidores de componentes electrónicos (mezcladoras, ecualizadores, crossovers, etcétera)
Dbspl
A diferencia de las escalas anteriores (que miden señaleléctrica), la escala dbspl mide ondas sonoras.
La escala dbspl mide la intensidad de las ondas sonoras, y se rige bajo la regla número 3 y la regla número 4
0 dbspl = 20 mpascales
Dbspl = 20 log (presión / 20 mpascales)
El rango de percepción de amplitud del oído humano en laescala dbspl se encuentra entre los 0 dbspl y los 120 dbspl
Ejemplos
Mientras 100 volts es 10 veces 10 volts, cuando nos referimos a los valores de potencia de los cuales se deriva el db, encontramos que esto representa una relación de potencia de 20 db.
Esto es el porqué los voltajes tienen 2 veces el multiplicador antes de log en la ecuación del db.
Niveles absolutos contra niveles relativos
Ejemplo a:
«el nivel de salida máximo de la consola es +20 db»
Esta declaración no tiene sentido debido a que la referencia cero para el db no está especificada. Es como decirle a un extraño «yo puedo hacer únicamente 20» sin proporcionar una pista de lo que el 20 describe.
Niveles absolutos contra niveles relativos
Ejemplo b:
«el nivel de salida máximo de la consola es 20 db por encima de 1 miliwatt»
Esto nos dice que la consola es capaz de entregar 100 miliwatts (0.1 watt) a alguna carga. ¿cómo sabemos que puede entregar 100 miliwatts? De los 20 db expresados, los primeros 10 db representan diez veces el incremento de potencia (de 1 mw a 10 mw), y los siguientes 10 db otro incremento de 10 veces (de 10 mw a 100 mw)
Ejemplo c:
«el nivel de salida máximo de la consola es 20 dbm»
Este ejemplo nos dice exactamente lo mismo que el ejemplo b, pero en otras palabras. En vez de decir «el máximo nivel de salida es 100 miliwatts», lo que decimos es +20 dbm.
Ejemplo d:
«el nivel de salida máximo de la consola es +20 dbm en 600 ohms»
Este ejemplo nos dice que la salida es virtualmente la misma que se expresa en los ejemplos b y c, pero nos da la información adicional de que la carga es de 600 ohms. Esto nos permite calcular que el voltaje de salida máximo en esa carga es de 7.75 volts rms; aún cuando el voltaje de salida no está dado en la especificación.
Ejemplo e:
«el nivel de salida máximo de la consola es +20 dbu en una impedancia de carga de 10 kΩ o más alta»
Este ejemplo nos dice que el voltaje de salida máximo de la consola es 7.75 volts, así como lo calculamos para el ejemplo d, pero existe una diferencia significativa.
La salida en el ejemplo d alimentaría 600 Ω, mientras que en el ejemplo e especifica una impedancia de carga mínima de 10000 ohms; si ésta consola fuera conectada a una terminación de 600 ohms, su salida probablemente caería en voltaje, incremento en distorsión y probablemente se quemaría.
Ejemplo f:
«el nivel de salida nominal es +4 dbv
«el nivel de salida nominal es +4 dbv
Las 2 declaraciones parecen ser idénticas, pero haciendo un estudio más detallado, notarás el antiguo uso de la minúscula «v» y la letra mayúscula «v» después del «db».
Esto significa que la primer salida especificada entregará una salida nominal de 1.23 volts rms, mientras que la segunda mezcladora especificada entregará un nivel de salida nominal de 1.6 volts rms.
Ejemplo g:
«el nivel de salida nominal es +4 dbv»
«el nivel de salida nominal es +4 dbu»
Las dos declaraciones, 1 y 2 son idénticas, aunque la última es la que se usa actualmente.
Ambas indican que el nivel de salida nominal es 1.23 volts.
Convirtiendo dbv a dbu (o a dbm a través de una línea de 600 Ω).
Siempre y cuando se trate de voltaje (no potencia), puedes convertir dbv a dbu (o dbm a través de 600 Ω) sumando 2.2 db a cualquier valor en dbv que se requiera. Para convertir dbu (dbm) a dbv, sólo debes hacer la operación contraria, es decir restar 2.2 db del valor dbu.
Ejercicio. Construir la siguiente tabla:
Convirtiendo dbv a dbu (o a dbm a través de una línea de 600 Ω).
Siempre y cuando se trate de voltaje (no potencia), puedes convertir dbv a dbu (o dbm a través de 600 Ω) sumando 2.2 db a cualquier valor en dbv que se requiera. Para convertir dbu (dbm) a dbv, sólo debes hacer la operación contraria, es decir restar 2.2 db del valor dbu.
Formas logarítmicas y exponenciales
Las formas logarítmicas y exponenciales como se puede ver en la siguiente tabla:
Formas logarítmicas y exponenciales
Difracción
En resumen, la difracción genera sonido, el cual normalmente viaja de forma rectilínea, para desviarse en otras direcciones
Los frentes de onda y los rayos sonoros viajan en línea recta.
Los rayos sonoros viajan de forma perpendicular en relación a los frentes de onda excepto cuando algo se atraviesa en su camino
Los obstáculos pueden causar que el sonido cambie la dirección de su ruta original.
Al proceso por el cual este cambio de dirección toma lugar se le llama difracción
Para las longitudes de onda más pequeñas (frecuencias más altas) el fenómeno de difracción es menos notable
Un excelente ejemplo es cuando las olas del mar pasar por un pequeño muelle en el cual no tienen problemas para pasarlo, sin embargo, al tratar de pasar una isla, las olas serán regresadas
Difracción y longitud de onda
La efectividad de un obstáculo para refractar sonido se determina por el tamaño acústico del mismo obstáculo
El tamaño acústico se mide en términos de longitud de onda sonora
Un obstáculo b tiene el mismo tamaño físico que otro obstáculo a pero la frecuencia del sonido del sistema de a es una décima parte de la frecuencia del sonido b.
Difracción sonora a través de aperturas amplias y reducidas
Cuando los frentes de de onda sonoros golpean el obstáculo pesado: parte se refleja y parte se sigue a través de la apertura. Las flechas indican que parte de la energía en la barra principal se desvía.
¿qué mecanismo hace que se ejecuten estas desviaciones?
La respuesta es el principio de huygens que dice:
Cada punto de los frentes de onda sonoros que han pasado a través de una abertura o pasado un límite de difracción se considera una fuente puntual que radía energía hacia la zona de sombra (zona detrás de los obstáculos)
La energía sonora en cualquier punto de la zona de sombra puede ser obtenida sumando las contribuciones de todas las fuentes puntuales de los frentes de onda.
Difracción del sonido por obstáculos
Cada frente de onda que pasa el obstáculo se convierte en una línea de nuevas fuentes puntuales que radían sonido dentro de la zona de sombra.
Difracción del sonido por una ranura
En este arreglo ranura fuente, el radiómetro de medición estaba a una distancia de 8 metros. El ancho de la ranura era de 11.5 cm., la longitud de onda del sonido medido era de 1.45 cm.
La dimensión b indica los límites geométricos del rayo
Cualquier cosa más ancha que b es causada por la difracción del haz debida a la ranura
Una ranura más estrecha generaría una mayor difracción y una mayor amplitud del haz
La gráfica muestra la intensidad sonora contra el ángulo de desviación
Difracción debida a la zona de placa
La zona de placa puede ser considerada un lente acústico
Consiste en una placa circular con un grupo de ranuras concéntricas con un radio hábilmente planeado
Si el punto focal se encuentra a una distancia r de la placa, la siguiente ruta más larga debe ser r+2 donde es la longitud de onda del sonido arrivando sobre la placa desde la fuente
Longitudes de rutas significativas están dadas por r+r+3/2y r+2
Estas longitudes difieren por 2
Esto significa que el sonido a través de todas las ranuras llegará al punto focal en fase, lo cual también significa que se sumarán constructivamente intensificando el sonido.
Difracción alrededor de la cabeza humana
Esta difracción debida a la cabeza humana, así como las reflexiones y difracciones desde los hombros al torso superior, influyen en la percepción humana del sonido
En general para sonidos de 1-6 khz de frecuencia llegando desde enfrente, la difracción causada porla cabeza tiende a incrementar la presión sonora enfrente y a decrementarla detrás de la cabeza. Para frecuencias en el rango más bajo, el patrón direccional tiende a ser circular.
Difracción debida a los bordes de los gabinetes de los altavoces
El sonido que llega al punto de observación es la combinación del sonido directo más el borde de difracción
Las fluctuaciones debidas a la difracción del borde para esta situación particular son aproximadamente 5 db
Este efecto puede ser controlado incrementando la superficie en la parte frontal del baffle
También existe la posibilidad de rodear los bordes con el uso de esponja o borra.
Difracción debida a varios objetos
Sonómetros antiguos (los bordes y esquinas de las cajas de los sonómetros afectaban la calibración de los micrófonos
Paneles para montar material acústico en la medición de su coeficiente de absorción
Pequeñas ranuras en las ventanasde los estudios de grabación que pueden destruir el aislamiento, ya que el sonido que emerge del otro lado de la ranura se esparce en todas direcciones por difracción
Refracción del sonido
La refracción cambia la dirección del viaje del sonido debido a las diferencias en la velocidad de propagación
Un ejemplo de refracción de la luz es cuando acercamos o introducimos una varilla al agua y depende de cambios en el medio.
Refracción del sonido en sólidos
Cuando 2 frentes de onda llegan a una superficie de forma paralela, los rayos sonoros se refractan en la interfaz de los 2 medios teniendo diferentes velocidades de sonido, por lo cual dejan de ser paralelos entre sí.
Refracción del sonido en la atmósfera
En ausencia de gradientes térmicos, un rayo sonoro puede ser propagado de forma rectilínea
En un sistema donde existe aire caliente en los niveles altos y aire frío cerca de la tierra, y debido a que el sonido viaja más rápido en aire caliente que en aire frío, la parte alta de los frentes de onda viajarán más rápido que la parte baja de los frentes de onda ocasionando que el sonido se propague a distancias más grandes
Refracción del sonido en la atmósfera
En el caso de que el sistema presente aire caliente cerca de la tierra y aire frío en las alturas, las partes bajas de los frentes de onda viajarán con mayor velocidad en relación a las partes altas de los mismos, lo cual provocará difracción sonora hacia arriba; por lo tanto el sonido viajará distancias más cortas.
El sonido que viaja directamente hacia arriba desde la fuente s, penetra el gradiente de temperatura a ángulos rectos y no es refractado. Todos los rayos sonoros excepto el vertical se refractarán hacia abajo. Los rayos cerca al vertical se refractan mucho menos que los rayos más o menos paralelos a la superficie de la tierra.
En el caso donde el aire frío se encuentra arriba, se crean zonas de sombra en este caso. Otra vez el rayo vertical es el único que se escapa de los efectos refractivos.
En contra del viento se crea una zona de sombra y a favor del viento se crea una refracción. Por lo tanto se dice que que se experimenta una mejor percepción del sonido a favor del viento que en contra del viento
La velocidad del viento es usualmente menor cerca de la superficie de la tierra que a grandes alturas.
Las ondas planas que viajan a favor del viento generadas por una fuente lejana curvaránel sonido hacia la tierra
Las ondas planas que viajan en contra del viento serán enviadas hacia arriba.
Refracción del sonido en el océano
El 1960 algunos oceanógrafos idearon un ambicioso plan para ver que tan lejos podían detectar sonido debajo del agua.
Detonaron descargas de 600 libras en las profundidades del las aguas australianas.
Los sonidos de estas descargas fueron detectados cerca de bermudas
Aún pensando que el sonido en el agua viaja 4.3 veces más rápido que en el aire, le tomó 3.71 hrs. Al sonido realizar el viaje
La distancia es cercana a las 12000 millas, cerca de media circunferencia de la tierra
En los límites superiores del océano, la velocidad del sonido decrece junto con las profundidades debido a los cambios de temperatura
Reflexión del sonido en el océano
La siguiente figura ilustra la reflexión de las ondas de una fuente de sonido de una pared rígida y plana. Los frentes de onda esféricos (líneas continuas) golpean la pared y los frentes de onda reflejados (líneas discontinuas) son regresados hacia la fuente.
Reflexiones desde superficies planas
como la analogía luz/espejo, los frentes de onda reflejados actúan como si fueran originados desde una imagen sonora.
Esta fuente de imagen está localizada a la misma distancia detrás de la pared como si la fuente real estuviera enfrente de la pared
Este es el simple caso de una sola superficie reflectora.
En un recinto rectangular, existen seis superficies y la fuente tiene una imagen en las seis enviando energía de regreso al receptor.
Duplicando la presión en la reflexión
La presión sonora sobre una superficie normal a las ondas incidentes es igual a la densidad de energía de la radiación enfrente de la superficie.
Si la superficie es un absorbente perfecto, la presión iguala la densidad de energía de la radiación incidente.
Si la superficie es un reflector perfecto, la presión iguala la densidad de energía de la radiación incidente y la reflejada.
Por lo tanto la presión en la cara de la superficie perfectamente reflejante es el doble de la superficie perfectamente absorbente
Reflexiones en superficies convexas
Los frentes de onda esféricos generados por una fuente puntual tienden a convertirse en ondas planas a la distancia más grande desde la fuente.
Por esta razón el sonido que incide sobre las superficies utilizadas será considerado como frentes de onda planos.
La reflexión de frente de onda planos del sonido que proviene de una superficie convexa sólida tiende a esparcir la energía sonora en muchas direcciones. Esto equivale a la difusión del sonido incidente.
Los frentes de onda planos de un sonido golpeando una superficie cóncava tiende a ser enfocado hacia un punto como se ilustra en la siguiente figura:
La precisión con la cual el sonido es enfocado hacia un punto está determinado por la forma de la superficie cóncava.
Las superficies cóncavas esféricas son comunes debido a que se forman fácilmente
Se usan frecuentemente para hacer un micrófono altamente direccional colocándolo en el punto focal.
Tales micrófonos se usan frecuentemente para recoger sonidos al aire libre en eventos deportivos o en la grabación del canto de las aves u otros sonidos animales en la naturaleza
Las superficies cóncavas en iglesias o auditorios pueden ser la fuente de serios problemas ya que producen concentraciones de sonido en oposición directa a la meta de lograr una distribución uniforme del sonido.
La efectividad de los reflectores para micrófonos depende del tamaño del reflector con respecto a la longitud de onda del sonido.
Un reflector esférico de 3 ft de diámetro dará buena directividad a 1 khz (longitud de onda de 1 ft), pero es prácticamente no direccional a 200 hz (longitud de onda de aproximadamente 5.5 ft).
Una parábola tiene la característica de enfocar el sonido precisamente a un punto.
Esto es generado por la simple ecuación 
una superficie parabolica muy profunda como laque se muestra exhibe propiedades direccionales mucho mejores que una poco profunda.
Reflexiones dentro de un cilindro
En este caso la fuente y el receptor están ambos dentro de un colosal recinto cilíndrico de superficie rígida.
En la fuente, un murmullo dirigido tangencialmente hacia la superficie es claramente escuchado en el lado del receptor. El fenómeno está apoyado por el hecho de que las paredes tienen forma de domo.
El reflector esquina
El reflector esquina de la siguiente figura, recibe sonido de la fuente s, envía una reflexión directamente.
Si los ángulos de incidencia y reflexión son cuidadosamente revisados, una fuente en b también enviará una reflexión directa, de las dos superficies.