Amplitud de Onda

La distancia por encima o por debajo de la línea central de una forma de onda, como la sinusoide mostrada en el gráfico, representa la amplitud de la señal. Cuanto mayor es esta distancia, mayor sería la variación de la presión o la señal eléctrica.

La amplitud puede medirse usando varios estándares. Los máximos positivos y negativos de una onda se conocen como valor de pico, y la distancia entre el pico negativo y el positivo, se conoce como valor de pico a pico. El valor medio eficaz (root-meant-square, rms) se usa como valor medio más significativo entre ambos, y es el que se aproxima más al nivel percibido por nuestros oídos. En una onda sinusoidal el valor rms se calcula elevando al cuadrado la amplitud de la onda en cada punto y es 0,707 veces el valor de pico.

Entre las propiedades de las ondas sonoras, además de la amplitud, se incluyen la frecuencia, la longitud de onda, el periodo y la fase.

• Frecuencia: es el número de veces que una masa vibratoria o señal eléctrica repite un ciclo, de positivo a negativo, de amplitud. El desplazamiento completo de una onda, que corresponde a un giro de 360º en una circunferencia, se conoce como ciclo.

• Longitud de onda: la longitud de onda es la distancia entre los ciclos repetitivos de una onda a una frecuencia dada. Cuanto más elevada sea la frecuencia, más corta será la longitud de onda.

• Periodo: el periodo de onda es la cantidad de tiempo que cuesta finalizar una revolución completa de un ciclo de onda. Cuanto más elevada y rápida sea la frecuencia, más corto será el periodo de la onda.

• Fase: la fase compara el tiempo entre las ondas y se mide en grados, de 0 a 360. Cuando dos ondas comienzan al mismo tiempo, se dice que están en fase o alineadas en fase. Cuando una onda se encuentra ligeramente retrasada en comparación con otra onda, se dice que las ondas están desfasadas.

¿Una amplitud mayor significa automáticamente una mayor longitud de onda?

No. Un ejemplo práctico es el sonido. La frecuencia es percibida como un tono, digamos una nota musical. La amplitud nos dará el volumen o que tan fuerte escuchamos esa nota. Podemos aumentar o disminuir el volumen del equipo de sonido, pero seguimos escuchando la misma melodía al mismo tono, es decir, no escuchas al artista con un tono más agudo o más grave. Así que, desee un punto de vista práctico, la amplitud no hace cambiar la frecuencia por consiguiente no cambia la longitud de onda.

Teorema de Fourier y armónicos

De acuerdo con el teorema de Fourier, cualquier onda periódica puede entenderse como una suma de ondas sinusoidales con determinadas longitudes de onda y amplitudes, cuyas longitudes de onda tienen relaciones armónicas, es decir, relaciones de números pequeños.

Traducido a un ámbito más musical, significa que cualquier tono con una determinada afinación puede entenderse como una mezcla de tonos sinusoidales que se componen del tono fundamental y sus armónicos (sobretonos). Por ejemplo, la oscilación básica (el tono fundamental o el primer armónico) es una “A” (un La) a 220 Hz, el segundo armónico ha duplicado la frecuencia (440 Hz), el tercero oscila tres veces más rápido (660 Hz), los siguientes oscilan cuatro y cinco veces más deprisa, y así sucesivamente.