خصائص الصوت والكشف عنه

ما هو الصوت؟

• يُعرَّف الصوت بأنه موجات كهرومغناطيسية ذات ضغط لا يمكن نقله في الفراغ ، أي عبر وسيط ناقل ، وتنشأ هذه الموجات بسبب اهتزاز الأجسام.
• عندما يهتز الجسم ، فإنه يخلق حركة من الهواء (وسيط ناقل) يحيط به ، لتكوين موجات مثل أمواج البحر ، وهذا يؤدي إلى خلق الصوت.
• يمكن تعريف الصوت من خلال تعريف آخر ، وهو أن الصوت ينشأ بسبب الطاقة التي تشكلها جسيمات المادة المتحركة وتنتقل هذه الطاقة بعيدًا عن مركز الحدث.

خصائص الصوت

الصوت ظاهرة فيزيائية ، لذلك فهو يحتوي على العديد من الخصائص الفيزيائية منها:

• التردد: التردد هو سمة من سمات الصوت وهو عدد حركات الموجة التي يولدها الصوت في الثانية.
  • هذا يعني أن هناك علاقة مباشرة بين التردد وسرعة حركة جسيمات المادة.
• أي أنه كلما زاد التردد ، زادت سرعة حركة جسيمات المادة ، ووحدة قياس التردد هي هرتز أو كيلوهرتز.
• ارتفاع الموجة: يرتبط ارتفاع الموجة بكمية الصوت وحجم الصوت ، عندما تنبعث حركة قوية من مصدر الصوت.
  • تصل الموجة إلى أعلى قيمة ، والصوت مرتفع ومسموع جيدًا.
• إذا كان الجسم يتحرك بشكل ضعيف ، فإن قيمة الموجة أصغر ويكون الصوت منخفضًا أو غير موجود.

الطول الموجي

• الطول مرتبط بكل من تردد الصوت وسرعته ، والطول الموجي هو المسافة التي يقطعها الصوت خلال دورة واحدة.
• يتم حسابه رياضيًا بقسمة سرعة الصوت على التردد ، وعند حسابه رياضيًا يتضح أن التردد يتناسب عكسًا مع الطول الموجي ، أي أنه كلما زاد التردد ، كلما كان الطول الموجي أقصر.
• سرعة الصوت: ترتبط سرعة الصوت بكثافة ومرونة الوسط الذي ينتقل فيه الصوت.
  • عندما تنخفض كثافة الوسط ، تزداد سرعة الصوت ، وعندما تزداد مرونة الوسط تزداد سرعة الصوت.
• ينتقل الصوت في المواد الصلبة أسرع منه في السوائل ، وينتقل الصوت في السوائل أسرع منه في الغازات.
  • علاوة على ذلك ، تتغير سرعة الصوت مع تغير درجة حرارة الوسط الذي ينتقل فيه الصوت.
• وكلما ارتفعت درجة الحرارة زادت سرعة الصوت لأن درجة الحرارة تؤثر على كثافة المادة وخاصة المواد الغازية والسائلة.
• الشدة: تعني القدرة على سماع الصوت بأذن الإنسان ، وترتبط شدة الصوت بالمسافة وهناك علاقة عكسية بينهما.
  • كلما زادت المسافة ، انخفضت شدة الصوت ، مقاسة بالديسيبل.
• الحجم: يتأثر حجم الصوت بشدة الصوت ، وهناك علاقة مباشرة بين الحجم والشدة.
  • وكلما زادت شدة الصوت ارتفع صوته ، وذلك لأن الأذن البشرية حساسة للغاية لبعض الترددات.
  • أقل شدة صوت هي صفر ديسيبل ، ويمكن سماع صوت بهذه الشدة بواسطة الأذن البشرية.
  • وهذه الشدة بين التردد من 2000 إلى 5000 هرتز من خلاله تنتج أقل الأصوات.
  • أو أعلى من هذه الترددات سيؤدي إلى تغيير في شدة الصوت وسيكون هذا الصوت مسموعًا أو مرتفعًا جدًا مما يتسبب في تلف الأذن.
• الوقت: الوقت هو الوقت الذي تستمر فيه الموجات الصوتية في الانتشار.
  • هناك علاقة مباشرة بين الوقت والصوت ، فكلما طال الوقت ، زاد حدة الصوت.

سعة الموجة الصوتية

• يمثل اتساع الموجة الصوتية قوة الإشارة الواردة من الجسم الذي يصدر الصوت.
  • هناك علاقة مباشرة بين الصوت وسعة الموجة الصوتية ، فكلما زاد اتساع الموجة الصوتية ، زاد الصوت.
• انعكاس الصوت: انعكاس الصوت هو ارتداد الموجات الصوتية إلى نفس المصدر عندما يعكس السطح أو الجسم الصوت.
  • تحدث هذه الظاهرة في حياتنا اليومية عندما يصدر صوت في غرفة فارغة.
  • ونسمع الصوت مرة أخرى. وهذا ما يسمى انعكاس الصوت ، ونسميه (الصدى).

تأثير حركة وسط المادة على خواص الصوت.

• إذا كان الوسط المادي الذي تنتقل فيه الموجات الصوتية متحركًا ، فيمكن للحركة أن تبطئ أو تزيد من سرعة الصوت اعتمادًا على اتجاه حركة وسيط المادة.
• على سبيل المثال ، تزداد سرعة الموجة الصوتية إذا تحركت الموجة الصوتية في نفس اتجاه حركة الوسط المادي.
  • أما إذا تحركت الموجات الصوتية عكس اتجاه حركة وسط المادة ، فسينخفض ​​الصوت.

مصادر الصوت

ينشأ الصوت من عدة مصادر منها:

• يصدر الصوت عندما تهتز الأجسام الصلبة.
• عند حدوث ضغط سريع أو تمدد ، مثل الانفجارات.
• ينفجر الهواء بقوة حول المواد التي تصدر ترددات ثم تشكل موجات صوتية مثل الفلوت أو الفلوت أو الصفارة.

نقل الصوت

ينتقل الصوت عن طريق الموجات الصوتية التي تنتشر في الفراغ ، ويتم ذلك بوجود طاقة لنقل الصوت لمساعدة الصوت على الانتشار ، وهناك نوعان من الموجات الصوتية:

• الموجات الطولية: هي اهتزاز جسيمات المادة في نفس الاتجاه الذي تنتقل فيه الطاقة ، وينتقل الصوت في نفس اتجاه حركة الجسم ، وتعتبر الموجات الطولية من أبسط الموجات ، وتحدث في السوائل والغازات
• الموجات المستعرضة: تنتشر هذه الموجات الصوت في وسط صلب ، موجات عرضية عمودية على اتجاه انتشار الصوت.

كشف الصوت

• تنشأ الموجات الصوتية من وجود طاقة حركة الجسم ، وتنتشر هذه الموجات حتى تصل إلى الأذن البشرية.
• تلتقط الأذن الموجات الصوتية ، ثم تصل الموجات إلى طبلة الأذن ، ثم تصل إلى الأذن الوسطى.
• ثم تصل إلى الأذن الداخلية التي تحتوي على القوقعة ، حيث يوجد العديد من الشعيرات الصغيرة التي تهتز تحت تأثير الموجات الصوتية.
• ثم يولد إشارات كهربائية تنتقل إلى الدماغ ، والذي يتعرف عليها ويفسرها على أنها أصوات.

موجات صوتيه

هناك ثلاثة أنواع من الموجات الصوتية (الموجات الصوتية – الموجات فوق الصوتية – الموجات فوق الصوتية):

• الموجات المسموعة: تلك الموجات ذات التردد الذي يمكن أن تسمعه الأذن البشرية.
  • يبث من خلال الآلات الموسيقية ومكبرات الصوت.
  • والأصوات التي تخرج من فم الإنسان والأصوات التي نسمعها في حياتنا اليومية.
• الموجات تحت الصوتية: هي موجات ذات ترددات لا تقل عن التردد الذي يمكن أن تسمعه الأذن البشرية.
  • والأذن البشرية لا تستطيع تمييز أو سماع هذا الصوت ، فهذه الموجات يصدرها الفيل للتواصل مع بقية القطيع.
• الموجات فوق الصوتية: هذه الموجات لها تردد أعلى من تردد الصوت الذي تسمعه الأذن البشرية.
  • يتم إرسال هذه الموجات بعد أن يجد الناس كلابهم بواسطة صافرة صامتة.
  • يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية في التصوير الطبي.