¿Existe algún material que actúe sobre el sonido como lo hace un prisma con la luz?

No. Podría ser posible diseñar ingeniosamente tales materiales, pero no parecen existir naturalmente.

En general, podemos extender estas ideas al considerar que el sonido es una forma de onda acústica, que es una vibración colectiva de átomos en un material. Para cada onda que viaja en un material, hay un concepto llamado relación de dispersión que relaciona la frecuencia de una onda con su longitud de onda, o de manera equivalente, cómo la velocidad de la onda se relaciona con su frecuencia.

Para el caso de la luz en un prisma, la relación de dispersión es lineal con la longitud de onda, lo que lleva a los fenómenos físicos popularizados por cierta banda de rock and roll inglesa. Pero para las ondas sonoras, la velocidad del sonido es constante en cada material. De lo contrario, las ondas de diferentes frecuencias viajarían a diferentes velocidades y la voz de todos estaría muy, muy distorsionada.

MIT Sound Waves

Si bien no hay materiales naturales que dispersen el sonido, una rejilla de difracción tiene una capacidad similar para separar espacialmente la luz por frecuencia. De hecho, los espectromotores generalmente usan rejillas en lugar de prismas para separar espacialmente diferentes frecuencias. Es completamente posible hacer una rejilla de difracción para ondas de sonido Página en df.uba.ar.

Sin embargo, el espectro visible de la luz contiene menos de una “octava” de frecuencias, es decir, la frecuencia visible más alta de luz es menos del doble de la frecuencia más baja. Para el sonido, el espectro audible cubre casi un factor de mil (20 hz-20,000hz) o casi 10 octavas. Por lo tanto, existe una gran variedad de longitudes de onda audibles y una rejilla de difracción acústica no sería efectiva en todo el rango de lo que podemos escuchar. Por ejemplo, no separaría el ruido blanco en todas las frecuencias audibles de la misma manera que un prisma o rejilla separa la luz blanca, pero podría funcionar en un rango más pequeño, por ejemplo, una mezcla de frecuencias de 2000-4000 hertzios.

Consulte nuestro artículo reciente sobre “Prisma dispersivo acústico” que describe una realización muy sencilla de dicha estructura dispersiva:

Prisma dispersivo acústico