Som passando pela parede

8 de setembro, 2021 às 17:24 | Postado em Acústica, Óptica

Por que o som atravessa paredes, mas a luz não? Se colocarmos um copo na parede, conseguimos ouvir com maior facilidade o som do outro lado? Qual o fenômeno que explica isso?

A natureza da luz é diferente da natureza do som. A luz é um onda eletromagnética e o som é uma onda mecânica. A luz atravessa paredes quando as condições eletromagnéticas que possibilitam a sua propagação na matéria estão satisfeitas e tal acontece em algumas substâncias (por exemplo o vidro) que então são ditas transparentes e refratam a luz. Mas não é o caso das paredes usuais nas quais aquela parcela da energia luminosa que as penetra é absorvida pela matéria já bem próxima da superfície de separação com o ar. Vide a postagem Reflexão e refração da luz do ponto de vista microscópico.

As ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais e qualquer meio (gasoso, líquido, sólido) as propagam. Então quando uma onda sonora, proveniente do ar, incide sobre uma parede parte da energia que ela transporta é refletida e outra parte é refratada, isto é, penetra na parede. Dentro da parede, assim como também no ar, as ondas perdem energia por dissipação no meio e ao incidir na outra interface da parede com o ar novamente ocorre reflexão e refração, emergindo então o som da parede, agora com intensidade muito menor do que o som que atingiu a parede inicialmente.

É importante destacar que a onda sonora, a cada vez que é transmitida de um meio para o outro, perde intensidade pois nem toda a energia é transmitida já que além da refração também ocorre reflexão. Quanto mais diferentes os dois meio são (diferentes em suas características elásticas e em densidade, diferentes em impedância acústica), tanto maior serão as perdas de intensidade na transmissão. A impedância acústica de um meio é o produto da rapidez de propagação (valor da velocidade de propagação) do som pela densidade do meio (Elmore e Heald, 1985).

Ao colocar um copo de vidro junto ao ouvido e o pressionar contra a parede, o ouvinte receberá os sons que transitam da parede para o copo e do copo para a sua cabeça com menos perdas do que se o som passasse da parede para o ar e depois chegasse ao ouvinte. Em outras palavras, há maior transferência de energia para o ouvinte quando a disparidade entre os meios é diminuída por esse artifício de possibilitar que o som transite por meios com impedâncias acústicas semelhantes.

Sobre impedância e transferência de energia vide a dissertação de Leonardo de Jesus, realizada no Mestrado Profissional em Ensino de Física da UFRJ, Impedância e transferência de energia em sistemas físicos.

REFERÊNCIA

Elmore, W. C. e Heald, M. A. Physics of waves. Dover, New York, 1985.

“Docendo discimus.” (Sêneca)