بحث عن الموجات الصوتية

الموجات الصوتية في الفيزياء.

يُعرَّف الصوت ماديًا بأنه اهتزاز ميكانيكي للوسط ، وينقسم إلى ثلاثة أنواع:

موجات طولية

• وهو الذي ينتشر في وسائط البلازما والغاز والسائل ، ويتكون من الانضغاط والتخلخل.
• تُعرف ماديًا باسم موجات الضغط ، لأنها تتكون من عدة طبقات متتالية واحدة فوق الأخرى.
• يبدأ الضغط في الزيادة تدريجياً ، ثم يتناقص تدريجياً وينتشر في نفس اتجاه الموجة.

الموجات المستعرضة أو المستعرضة

يتكون من قاع وقمة ، ويتنقل بين الوسائط الصلبة على شكل موجات متتالية متعامدة مع اتجاه انتشار الصوت.

يمتد عموديًا على التمويج.

موجات سطحية

الحركة في هذا النوع من الموجات الصوتية هي حركة دورانية تحدث على سطح الوسط.

تنتقل الموجة الصوتية من خلاله ، وتقل سرعة وقوة هذا النوع من الموجات مع نزولها باتجاه عمق الوسط.

أنواع الموجات الصوتية

بمعنى آخر ، يمكن تصنيف الموجات الصوتية وفقًا لتردداتها إلى ثلاثة أنواع على النحو التالي.

موجات سمعية

• إنها الموجات التي يستطيع الإنسان سماعها وتمييزها.
• يمكن لأي شخص أن يقع ضمن تواتر هذه الموجات ويتفاعل معها بسهولة.
  • هي موجات يتراوح ترددها بين 20 هرتز و 20 كيلو هرتز.

أيضا الموجات فوق الصوتية

• هذه هي الموجات التي يكون ترددها أعلى من قدرة الإنسان الطبيعية على تمييزها وسماعها.
• تردده أعلى بكثير من قدرة الإنسان على إدراك الأصوات الناتجة.
  • عندما يتجاوز تردده 20 كيلو هرتز ، يتم استخدامه بشكل عام في الفحوصات الطبية للأعضاء الداخلية للجسم ويعرف باسم السونار.

الموجات فوق الصوتية

• هذه هي الموجات التي تكون ضعيفة لدرجة أن الشخص لا يستطيع سماعها أو إدراكها.
• حيث يكون تردده أقل من 20 هرتز فقط ، وعادة ما يستخدم في دراسة باطن الأرض.
  • التنقيب عن النفط وأجهزة قياس الزلازل وما إلى ذلك.

خصائص الموجات الصوتية

• الحركة الاهتزازية التي تنتج عن تأثير الصوت على جزيئات الوسط المشتت فيه مما يجعلها تهتز.
• تردد الاهتزاز في الوسط الذي تنتقل من خلاله.
• تختلف سرعة الصوت باختلاف الوسط الذي تنتقل فيه الموجات الصوتية.
  • حيث يكون في الوسط الصلب أسرع من الوسط الغازي أو الوسط السائل.
• شدة الصوت ، وهي مقدار الطاقة الصوتية الناتجة عن تأثير الموجات الصوتية على مساحة سنتيمتر مربع واحد داخل الوسط أثناء انتقال الموجة الصوتية.
  • يتم قياس هذه الكمية من الطاقة في الموجة الصوتية باستخدام الوحدة الفيزيائية للديسيبل.
• ضغط الصوت ، وهو مقدار الاختلاف الذي يحدث بين متوسط ​​الضغط المحلي وضغط الموجة الصوتية.
  • من هذا التعبير يتم استخراج مربع الاختلاف ومنه يتم الحصول على الجذر التربيعي.
• اتساع الموجة الصوتية ، وهو أحد العوامل التي تؤثر على كمية الطاقة في الموجة الصوتية.
  • تتناسب طاقة الموجة الصوتية طرديًا مع اتساعها.
  • يتم تعريف سعة الموجة الصوتية على أنها المسافة بين القمة وقاع الموجة ، حيث تختفي حركة الموجة الصوتية.
• سرعة انتشار وحركة الموجة الصوتية في وسيط التوصيل ، أو سرعة إعادة إنتاج الموجة الصوتية.
  • تقاس بوحدات السرعة ، وهي وحدة طول مقسومة على وحدة زمنية.
    • لذلك ، فإن وحدة سرعة الموجة هي متر / ثانية.

استخدامات الموجات الصوتية

يعتمد الصوت على الاهتزازات التي تنتجها الموجات من مصدر تنتقل من خلاله إلى الغلاف الجوي.

تخلق هذه الاهتزازات موجات من الطاقة ، وقد تمكن البشر من استخدام هذه الموجات للعديد من الأغراض والمهام المختلفة في حياتهم اليومية.

الاتصالات

• بدون الموجات الصوتية ، لا يستطيع البشر التواصل شفهيًا مع بعضهم البعض.
• الحبال الصوتية البشرية هي التي تولد موجات صوتية تنتقل عبر الهواء إلى آذان الآخرين.
• تمكن الإنسان من استخدام هذه التكنولوجيا لابتكار وتطوير طرق الاتصال الحديثة.
• اخترع الإذاعة والتلفزيون والهواتف ، واستطاع استخدامها في مختلف مناحي الحياة.

استكشاف المحيطات

• تستخدم الموجات الصوتية بشكل أساسي في السونار ، والتي لها العديد من الاستخدامات الاستكشافية.
• بما في ذلك استكشاف المحيطات ، حيث يتم إرسال أجهزة السونار إلى قاع المحيط.
  • عندما يصطدم بجسم ما ، فإنه يصدر ترددات معينة.
• يقيس العلماء أصداء هذه الموجات لتحديد مسافة وحجم الجسم الذي ترتد منه الموجات الصوتية.
• تستخدم السفن البحرية أيضًا نفس التقنية للبحث عن غواصات العدو واستكشاف مواقعها.

قد يثير اهتمامك:

استكشاف الموارد الجوفية

• حيث يستخدم الجيولوجيون الموجات الصوتية لاستكشاف موارد النفط الجوفية.
• عندما ترتد الموجات الصوتية من داخل الأرض ، يقيس العلماء الطريقة التي تنتقل بها الموجات.
  • عبر الأرض وسرعتها.
• من خلال هذا ، يتم اشتقاق تكوين الأرض وكثافتها ، ويمكن أيضًا التنبؤ بالزلازل من خلالها.
  • ودراسة العديد من الجوانب الأخرى المتعلقة باطن الأرض.

مطاردة

• لا يقتصر استخدام هذه التقنية على البشر ، حيث تعتمد العديد من المخلوقات على استخدام الموجات الصوتية للبحث عن الطعام والحصول عليه.
• بما في ذلك الخفافيش التي تعتمد على انبعاث موجات صوتية بطريقة معينة ، ثم العودة إليها والقياس.
• من خلاله مواقع الفرائس والمسافة بينها والعديد من المخلوقات الأخرى.
  • مثل الدلافين ، يستخدمون نفس التكنولوجيا للتواصل مع بعضهم البعض وتحديد موقع بعضهم البعض.

الموجات فوق الصوتية

• تُعرف أيضًا باسم التصوير بالموجات فوق الصوتية أو التصوير الطبي التشخيصي ، وهي تقنية للحصول على صور للأعضاء الداخلية للجسم.
  • حسب استخدام الموجات عالية التردد أو الموجات فوق الصوتية.
  • ينتج عنه صور دقيقة لجسم الإنسان من الداخل.
    • بحيث يسمح بتشخيص الأمراض والعلاج الطبي المناسب لها.
• غالبًا ما تستخدم هذه التقنية في الفحوصات الطبية الخارجية ، حيث يتم وضع جهاز الموجات فوق الصوتية على الجسم من الخارج.
  • لكن في بعض الحالات يمكن وضعه داخل الجسم لإجراء فحوصات أكثر دقة مثل السونار المهبلي.
• تستخدم تقنية الموجات فوق الصوتية في تشخيص العديد من الحالات الطبية أشهرها فحص الرحم.
  • متابعة الجنين أثناء الحمل وفحص المبايض.
  • والعديد من الفحوصات الأخرى مثل مراقبة التبويض في حالات تأخر الحمل.
  • تشخيص أمراض المرارة وفحص أمراض البروستاتا والأعضاء التناسلية.
• كما أنها تستخدم لتوجيه الإبرة في حالات الخزعة أو لعلاج الأورام.
  • بالإضافة إلى فحص الغدة الدرقية وفحص أورام الثدي وفحوصات طبية أخرى.
  • يساعد ذلك في تشخيص المرض بدقة وتحديد العلاج المناسب لكل حالة.
• عادة ما يتم إجراء الموجات فوق الصوتية دون أي تحضير أو إجراء مسبق.
  • باستثناء حالات قليلة تتعلق بفحص المرارة.
  • يجوز للطبيب أن يطلب عدم الأكل أو الشرب لمدة ست ساعات لإجراء فحص دقيق.
• في حالات فحص الحوض أو المثانة ، سيطلب الطبيب عادة كميات كبيرة من الماء قبل الفحص.
  • يساعد هذا في الكشف عن المثانة بشكل أكثر دقة ودقة ، وبالتالي الحصول على التشخيص الأكثر دقة.