La Acústica

La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no se propagan en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica.
La acústica considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente en el aire a una velocidad de 343 m/s (aproximadamente 1 km cada 3 segundos), ó 1.235 km/h en condiciones normales de presión y temperatura (1 atm y 20 °C).

La Acústica tiene su origen en la Antigua Grecia y Roma, entre los siglos VI a. C. y I d. C. Comenzó con la música, que se venía practicando como arte desde hacía miles de años, pero no había sido estudiada de forma científica hasta que Pitágoras se interesó por la naturaleza de los intervalos musicales. Quería saber porqué algunos intervalos sonaban más bellos que otros, y llegó a respuestas en forma de proporciones numéricas. Aristóteles (384 a 322 a. C.) comprobó que el sonido consistía en contracciones y expansiones del aire "cayendo sobre y golpeando el aire próximo", una buena forma de expresar la naturaleza del movimiento de las ondas. Alrededor del año 20 a. C., el arquitecto e ingeniero romano Vitruvio escribió un tratado sobre las propiedades acústicas de los teatros, incluyendo temas como la interferencia, los ecos y la reverberación; esto supuso el comienzo de la acústica arquitectónica.

La comprensión de la física de los procesos acústicos avanzó rápidamente durante y después de la Revolución Científica. Galileo (1564-1642) y Mersenne (1588-1648) descubrieron de forma independiente todas las leyes de la cuerda vibrante, terminando así el trabajo que Pitágoras había comenzado 2000 años antes. Galileo escribió "Las ondas son producidas por las vibraciones de un cuerpo sonoro, que se difunden por el aire, llevando al tímpano del oído un estimulo que la mente interpreta como sonido", sentando así el comienzo de la acústica fisiológica y de la psicológica.
Entre 1630 y 1680 se realizaron mediciones experimentales de la velocidad del sonido en el aire por una serie de investigadores, destacando de entre ellos Mersenne. Mientras tanto, Newton (1642-1727) obtuvo la fórmula para la velocidad de onda en sólidos, uno de los pilares de la física acústica (Principia, 1687).

El siglo XVIII vio grandes avances en acústica a manos de los grandes matemáticos de la era, que aplicaron nuevas técnicas de cálculo a la elaboración de la teoría de la propagación de las ondas. En el siglo XIX, los gigantes de la acústica eran Helmholtz en Alemania, que consolidó la acústica fisiológica, y Lord Rayleigh en Inglaterra, que combinó los conocimientos previos con abundantes aportaciones propias en su monumental obra "La teoría del sonido". También durante ese siglo, Wheatstone, Ohm y Henry desarrollaron la analogía entre electricidad y acústica.
Durante el siglo XX aparecieron muchas aplicaciones tecnológicas del conocimiento científico previo. La primera fue el trabajo de Sabine en la acústica arquitectónica, seguido de muchos otros. La acústica subacuática fue utilizada para detectar submarinos en la Primera Guerra Mundial. La grabación sonora y el teléfono fueron importantes para la transformación de la sociedad global. La medición y análisis del sonido alcanzaron nuevos niveles de precisión y sofisticación a través del uso de la electrónica y la informática. El uso de las frecuencias ultrasónicas permitió nuevos tipos de aplicaciones en la medicina y la industria. También se inventaron nuevos tipos de transductores (generadores y receptores de energía acústica).

Historia de la fisica

Desde miles de años atras la gente a tratado de averiguar el porque y el como de los fenomenos naturales que ocurren en nuestro planeta, como por ejemplo el paso de las estaciones del año, el movimiento de los cuerpos y los astros, los fenomenos climaticos, las propiedades de los materiales etc.

Las primeras explicaciones aparecieron en la antiguedad, y se basaban en consideraciones puramente filosoficas, sin verificarse experimentalmente.

Desde el siglo XVI Galileo se intereso en el movimiento de los astros y de los cuerpos, utilizando como instrumento el plano inclinado descubrio la ley de la inercia de la dinamica, y con el uso de uno de los primeros telescopios observo que Jupiter tenia satelites girando a su alrededor y de las manchas solares solar.

Eso demostraba el modelo Heliocentrico de Nicolas Copernico, y el hecho de que los cuerpos celestes no son perfectose inmutables.

En 1687 Newton publico los principios matematicos de la naturaleza. (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)

Una obra en la que se describen las leyes clasicas de la dinamica conocidas como:

Leyes de Newton y la Ley de la gravitacion universal de Newton.

A finales del siglo XVII la fisica comienza a influir en el desarrollo tecnologico permitiendo a su vez un avance mas rapido de la propia fisica.

El desarrollo instrumental (telescopios, microscopios y otros instrumentos) y el desarrollo de experimentos cada vez mas sofisticados prefirieron obtener grandes exitos como la medida de la masa de la tierra en el experimento de la balanza de torsion.

Tambien aparecen las primeras sociedades cientificas como la Royal Society en Londres en 1660 y la Academie des sciencies en Paris en 1666 como instrumentos de comunicacion e intercmbio cientifico, teniendo en los primeros tiempos de ambas sociedades un papel preminente las ciencias fisicas.

A partir del siglo XVIII Bolye ,Young y otros desarrollaron la termodinamica en 1733 Bernoulli uso argumentos estadisticos, junto co la mecanica clasica, para extraer resultados de la termodinamica, iniciando la mecanica estadistica. En 1789 Tompson demostro lña convencion del trabajo mecanico en calor, en 1847 Joule formulo la ley de conservacion de la energia

La investigacion fisica de la primera mitad del siglo XIX estubo dominada por el estudio de los fenomenos de la electricidad y el magnetismo. Ohm y muchos otros fisicos estudiaron los fenomenos dispares y contrainstuitivos que se asocian a este campo. En 1855 Maxwell unifico leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una solo teoria con un marco matematico comun mostrando la naturaleza unida del electromagnetismo.

En 1895 Roenigen descubrio los rayos x, los rayos electromagneticos de frecuencia muy altas. Casi simultaneamente, Henry becquerel descubrio la radioactividad en 1896 este campo se desarrollo rapidamenbte con los trabajos posteriores de Perrie Curie, Mari Curie y muchos otros dando comienzo a la fisica nuclear y al comienzo de la estructura microscopica de la materia. En 1897 thompson descubrio el electron la particula elemental que transporta la corriente en los circuitos electricos proponiendo en 1904 el primer modelo de atomo.