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Reflexão das ondas sonoras

O sonar é utilizado para calcular a distância de obstáculos no fundo do mar

Todos os conceitos que foram estudados a respeito de ondas (como, por exemplo, propagação, natureza, refração, reflexão, etc.) são válidos também para o estudo das ondas sonoras. Vamos dar atenção maior a alguns fenômenos particulares que estão relacionados diretamente à audição das ondas sonoras refletidas. Os fenômenos são o reforço, a reverberação e o eco.

A sensação auditiva que sentimos em nosso ouvido quando ouvimos um barulho equivale a uma onda sonora que permanece nele por aproximadamente 0,1 segundos. Esse intervalo de tempo de sensação auditiva é denominado tempo de persistência auditiva. Caso outra onda sonora atinja nosso ouvido dentro desse intervalo de tempo, não saberemos distinguir o segundo som do primeiro.

Fonte emissora de ondas sonoras e seu ouvinte

Vejamos a figura acima: nela estamos considerando uma fonte sonora, um ouvinte e uma parede (que pode refletir as ondas sonoras). O ouvinte recebe, em instantes diferentes, a onda direta I e a onda refletida II, emitidas pela mesma fonte. Sendo t1 e t2 os instantes em que as ondas atingem a orelha, admitindo t0 = 0 no momento da emissão da particular frente de onda, há um intervalo de tempo Δt = t1 – t2 entre as recepções.

O intervalo de tempo entre as recepções das duas ondas será, portanto, igual a Δt = t1 – t2. Dependendo do valor desse intervalo de tempo, perceberemos um dos três fenômenos: reforço, reverberação ou eco.

- quando Δt = t1 – t2 = 0, as duas ondas sonoras serão recebidas quase simultaneamente pelo ouvido, e este perceberá um som mais intenso, ocorrendo, então, o fenômeno denominado reforço do som.

- se o obstáculo estiver mais afastado, de modo que o intervalo de tempo entre a chegada das ondas não seja desprezível, mas seja menor que o tempo de resolução de nossa orelha, 0,1 s, então, quando da chegada da onda refletida, o som direto ainda estará persistindo na orelha do ouvinte, que terá a sensação de um prolongamento da sensação auditiva. Tal fenômeno recebe o nome de reverberação do som.

- se o obstáculo estiver ainda mais afastado, então as duas ondas sonoras atingirão o ouvido com um intervalo de tempo maior ou igual a 0,1 s, e o ouvinte perceberá distintamente os dois sons. Nesse caso, o fenômeno é denominado eco.

Um equipamento de grande utilidade para navios e submarinos é o sonar. O sonar utiliza o eco de ondas ultrassônicas para determinar a profundidade das águas oceânicas e para detectar obstáculos ou outras embarcações. Ele emite um pulso ultrassônico que se propaga através da água e, após algum tempo, recebe o pulso refletido em um obstáculo.

Como o valor da velocidade de propagação do som na água é conhecido, é possível determinar a distância que o pulso percorreu e, assim, determinar a distância entre o sonar e o obstáculo refletor. Outra área que utiliza o mesmo princípio é a oceanografia. Alguns animais, como os golfinhos e os morcegos, são capazes de se orientar pela emissão de pulsos ultrassônicos e pela posterior recepção do pulso refletido. Dessa forma, conseguem localizar presas e, eventualmente, desviar de obstáculos.


Por Domiciano Correa Marques da Silva
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