¿Por qué el hielo hace sonidos tan peculiares? [duplicar]

Me he encontrado con un par de videos en los que se producen algunos sonidos interesantes usando hielo. (Click en las imágenes para ver el video).


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Aquí, dejan caer un bloque de hielo en una grieta profunda y, cuando el bloque cae, puedes escuchar algunos sonidos extraños. Estos sonidos me recuerdan algunos efectos de sonido de viejos dibujos animados y películas de ciencia ficción. El tono de los sonidos comienza alto y termina bajo. ¿Es esto algún tipo de efecto doppler?


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Aquí, hay un hombre realizando ' patinaje nórdico ', haciendo los mismos sonidos mientras patina sobre una fina capa de hielo. Tal vez sean causados ​​por el agrietamiento del hielo. Pero, ¿por qué suena así?


También hay algunos otros videos, donde saltan piedras en lagos congelados.

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Aquí el hielo emite unos sonidos de alta frecuencia que corresponden al canto de los pájaros.

¿Qué son estos sonidos y por qué suenan como suenan?

Si se empuja aire a través de una rendija delgada o de muchos orificios pequeños con presión variable, se produce un sonido similar. Recuerdo haber escuchado sonidos como estos mientras apretaba rápidamente un recipiente vacío de polvos de talco.
En el primer video, donde dejan caer un bloque de hielo en un agujero profundo, no se debe solo a la naturaleza del hielo porque, cuando era niño, recuerdo tirar piedras a través de un pozo abierto y ¡obtuve exactamente el mismo ruido!
He oído ruidos similares al deslizarme hacia los lados con esquís de fondo. Tienen un borde de metal.

Respuestas (2)

El tono de los sonidos comienza alto y termina bajo. ¿Es esto algún tipo de efecto doppler?

No. Este es un chirrido inducido por dispersión , que es la versión acústica del mismo fenómeno para la luz . Esto se refiere a que, genéricamente, las ondas sonoras de distintas frecuencias viajan a distintas velocidades.

Esto puede deberse a las propiedades materiales del medio y también puede ocurrir si la onda de sonido está confinada en algún tipo de guía de ondas (como un agujero o una capa de hielo). Para cada muestra individual, es necesario un análisis completo para comprender qué parte de las circunstancias causó la dispersión (por lo que es difícil o imposible decirle detalles sobre las grabaciones individuales que ha proporcionado), pero el fenómeno es bastante genérico, por lo que realmente no importa mucho

Si tiene sonidos cortos y agudos, la forma de onda normalmente tendrá un contenido armónico muy alto, es decir, si la descompone como una superposición de ondas monocromáticas en diferentes frecuencias, cubrirá una amplia banda de dichas frecuencias. Para los sonidos que ha dado, las frecuencias más altas viajan más rápido y obtiene ese chirrido descendente a medida que el sonido pasa a las frecuencias más bajas, que tardan más en llegar.

La razón por la que esto suena tan similar al sonido de un 'bláster' de ciencia ficción es porque así es como se grabaron por primera vez los sonidos del blaster: el ingeniero de sonido de Star Wars, Ben Burtt, creó (grabó) ese sonido grabando el cable de sujeción de una torre cuando lo golpeó. con una llave:

Fuente de imagen

Bajo tensión, las ondas transversales tienen exactamente la misma dispersión que el hielo, por lo que la física es la misma y el sonido es el mismo.

Para obtener más información sobre esto, consulte esta pregunta anterior en este sitio .

También vale la pena mencionar que el fenómeno equivalente para la luz ─ tomar un pulso corto y pasarlo a través de un elemento dispersivo para que las frecuencias más altas y más bajas lleguen en diferentes momentos ─ es el corazón de lo que hace que la amplificación de pulso chirped (la tecnología dominante para crear intensos pulsos de luz) funcionan.

La luz blanca crea los arcoíris más coloridos. El ruido blanco hace el mejor banco de banco.
me parece que lo golpeó con una llave inglesa. :->
O, para reafirmar exactamente cómo se relaciona esto con la situación actual, es que los fuertes golpes del trozo de hielo que cae rápidamente contra las paredes del agujero largo y profundo están siendo distorsionados y modificados por este efecto de dispersión para que suena bastante diferente al llegar al oído del oyente (o al micrófono de la cámara, como puede ser).
Además, aunque no pude encontrar el video original que había visto que me vino a la mente, aquí hay un clip de YouTube de una caída análoga que se está haciendo con un agujero en una pared de concreto: youtube.com/watch?v=7qETKlMuGt8
Noté una cosa más que confirma tu teoría; en todos los videos, los chirridos surgen solo cuando la cámara está alejada de la fuente de sonido, por lo que el sonido del hielo te llega primero.
Puedes ver dos situaciones contrastantes en el video de patinaje nórdico. En una de las tomas donde el camarógrafo patina al lado del patinador, no se escucha ningún chirrido; solo los ruidos originales del hielo rompiéndose ( youtu.be/v3O9vNi-dkA?t=123 ) Pero en todos los planos generales y planos aéreos, el componente del sonido que viaja a través del hielo te llega primero, y puedes escuchar el chirrido. ( youtu.be/v3O9vNi-dkA?t=148 )

Este fenómeno se conoce como Dispersión Acústica .

La dispersión acústica es el fenómeno de una onda de sonido que se separa en sus frecuencias componentes a medida que pasa a través de un material.

Esto sucede porque la velocidad de fase de una onda de sonido es una función de la frecuencia en un medio dispersivo. . Muy similar a cómo se dispersan las ondas electromagnéticas cuando pasan a través de un prisma.

Las ondas sonoras consisten en ondas de muchas frecuencias diferentes. Cuando una onda de sonido viaja a través del aire, las frecuencias de sus componentes generalmente viajan juntas a la misma velocidad, por lo que todas llegan al oído humano más o menos simultáneamente. Pero debido a que el hielo es un medio de dispersión, las ondas sonoras que se propagan a través de él se dispersan. Por lo tanto, las frecuencias de tono alto se separan de las de tono bajo. Y esto le da ese efecto de ciencia ficción al sonido que escuchas.

Esto se ha explicado aquí:


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