Frecuencias de sonido y ondas de luz: relación y análisis

Sonido y luz llevan ligados mucho en la ciencia moderna. Ambos se propagan por el aire en combinaciones complejas de ondas, descomponibles en componentes básicos. Sus velocidades difieren (luz: 299.792 km/s; sonido: 343 m/s a nivel del mar), pero las frecuencias del sonido pueden compararse directamente con las ondas de luz.

Frecuencias del sonido

El oído humano detecta 20 Hz–20 kHz. Todo sonido audible es combinación compleja de frecuencias en ese rango: 20 Hz = graves más bajos; 20 kHz = agudos más altos. El oído percibe estas combinaciones como sonidos individuales y distingue sus tonos.

Ondas de luz

La luz, como el sonido, combina ondas para crear colores/intensidad. El ojo percibe un rango limitado: rojo a violeta (aprox. 400–700 nm). Combinaciones de estas ondas crean infinidad de matices de color.

Ruido blanco y luz blanca

Ambos tienen puntos de saturación donde todas las frecuencias/ondas están a igual potencia. Ruido blanco: todas las frecuencias 20 Hz–20 kHz a igual volumen (suena como mar o viento). Luz blanca: todas las frecuencias visibles a igual potencia (papel en blanco, luz solar).

Transformada de Fourier

Descomponer fuentes blancas en componentes básicos lo hizo Joseph Fourier (principios s. XIX). Su análisis confirmó que todo sonido es combinación de ondas senoidales simples de distintas frecuencias. Este proceso es la transformada de Fourier. Computadoras modernas usan esta relación entre frecuencias de sonido y ondas de luz para analizar audio mostrando colores que representan diferencias de frecuencia. Herramientas clave para ingenieros de sonido.