El espectro y la frecuencia son conceptos a los que
siempre se hace referencia. Pero ¿sabes qué significan
exactamente?
FRECUENCIA, MÓDULO Y
FASE.
La frecuencia de oscilación de una partícula (o de
cualquier magnitud, como por ejemplo el voltaje
de una señal eléctrica) es la cantidad de ciclos completos en un tiempo dado. La frecuencia se mide en
hertzios (Hz.), e indica el número de ciclos completos en un
segundo. Un ciclo es el recorrido completo que efectúa una partícula
desde su posición central, hasta otra vez esa misma posición,
habiendo pasado por su posición de desplazamiento máximo y
mínimo.
Los sonidos de una única frecuencia, se llaman tonos
puros. Un tono puro se escucha como un "pitido", el timbre dependerá
de la frecuencia que lo genere. El sonido que se escucha en el
teléfono antes de marcar, por ejemplo,
corresponde a un tono puro de frecuencia cercana a 400 Hz. El tono
de la "carta de ajuste" de la televisión, corresponde a una
frecuencia de 1000 Hz.
La posición de una partícula en un instante de
tiempo concreto, dependerá de tres factores: frecuencia, módulo y fase. La frecuencia ya se ha
definido. El módulo indica la amplitud de la oscilación, si se trata
de partículas que se mueven, el módulo estará definido en metros
(m), si se trata de una señal eléctrica, el módulo estará definido
en voltios (V). En el siguiente ejemplo se tienen dos partículas que
realizan ciclos completos (hacen un ciclo y paran). Las dos oscilan
con igual frecuencia, pero varía la amplitud, ya que el módulo de la
partícula II es mayor que el módulo de la partícula I.
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La fase indica la posición de la partícula que
oscila en el momento de empezar a contar el tiempo, es decir en
T = 0 s. La fase se mide en radianes (rad) o en
grados (º). 360º = 2Õ rad. Si calculamos el coseno de la fase, nos
da un valor entre 1 y -1. Viendo las partículas I y II, "1" significaría que la
partícula estaba a la derecha del todo, "-1" a la izquierda del
todo.
Se habla de fase relativa cuando lo que interesa es
la diferencia que existe entre dos movimientos de la misma
frecuencia. Si dos partículas u ondas se mueven con igual
frecuencia, pero cuando una pasa por cero, la otra no lo hace o lo
hace en dirección contraria, tendrán una fase relativa distinta de
cero. Exactamente si cuando una pasa por cero, la otra lo hace en
dirección contraria, tendrán una fase relativa de 180º (grados) o de
Õ radianes. En este caso, si las dos ondas tienen igual módulo, se
cancelarán una a la otra, siendo el resultado total cero. Si dos
manos tratan de mover con igual fuerza una hoja de papel, cada una
desde un lado, con fase relativa cero, el desplazamiento de la hoja
será máximo. Es decir, cuando una empuja la otra recoge (las dos
pasan por cero en el mismo momento y misma dirección). Si lo hacen
con fase relativa 180º, el desplazamiento será nulo.
El "periodo" (T) es el inverso de la frecuencia
(T=1/f). El periodo se mide en segundos (s). Según esta definición,
en el ejemplo de las tres partículas en movimiento. la primera tiene
un periodo de 4 segundos, en la segunda T=2 s. y en la tercera T=1
s.
Cualquier sonido (voz, música, ruido...) está
compuesto por múltiples frecuencias. Se puede descomponer el sonido
en múltiples tonos puros. Si un sonido cambia con el tiempo, la
amplitud y fase de cada tono puro o frecuencia en que se descompone
ese sonido, también variará con el tiempo.
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