Medida de la frecuencia

Published On Aug-10-2017

Transcripción

Si existiese la posibilidad de traer un hombre sabio de la antigüedad, como Aristóteles, hasta la época actual, su asombro ante lo que verá en la mayoría de las cosas del mundo moderno, será tal que le parecerá un gran acto de magia: carros sin caballos, luz sin antorchas, cocinas sin fuego, agua en la casa conectada a la pared, hombres volando, galaxias cuya existencia jamás habría imaginado, comunicación por teléfonos celulares. Toda esta “magia” ha significado un gran esfuerzo de miles de personas desarrollando, con ingenio y voluntad, diversos mecanismos, aparatos, cuyo conocimiento técnico la historia de la ciencia les agradece recordándolos de alguna manera.

Tal es el caso de la medida de la frecuencia de las ondas sonoras que, entre muchas otras variables, la ciencia ha tenido que medir. Para darnos cuenta del tamaño del reto, pensemos en la frecuencia más baja audible la cual es del orden de 20 oscilaciones por segundo. Pensemos cómo contar o medir estas oscilaciones; y si nos referimos a la más alta, estamos hablando de 20.000 oscilaciones por segundo. ¿Cómo registramos un valor tan alto, el cual ni siquiera puede verse a simple vista?

El proceso fue largo, difícil y lleno de ingenio. Describirlo escapa a los objetivos de esta lección. Hoy día la forma más simple es por medio de un micrófono, el cual transforma el sonido en señales eléctricas y éstas son desplegadas en un osciloscopio, un aparato especialmente diseñado para medir oscilaciones, de allí su nombre. Este aparato tiene una escala que permite medir el tiempo de las oscilaciones y, por consiguiente, la frecuencia. Algunos de ellos despliegan directamente la frecuencia.

Figura 7.10. Osciloscopio y micrófono

Cuando son oscilaciones puras, como ocurre en un diapasón, la forma de la señal es una onda seno, tal como se muestra a continuación:

Figura 7.11. Onda seno

Cuando son ondas superpuestas, la señal que se observa es del siguiente tipo:

Figura 7.12. Ondas superpuestas

Existen algunos osciloscopios que muestran directamente el valor de la frecuencia mediante una respuesta gráfica, como la que se muestra a continuación:

Figura 7.13. Transformada de Fourier

Esta respuesta del osciloscopio se llama “transformada de Fourier”. es un proceso matemático inventado por este científico francés del siglo XIX, para descomponer cualquier tipo de onda compleja en componentes en forma senoidal de frecuencia fija.

En conclusión, tenemos al alcance de la mano un método para medir la frecuencia de una onda simple o las frecuencias componentes de una onda compleja.

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