الصوت هو تردد آلي ، أو موجة قادرة على التحرك في عدة أوساط مادية ،مثل : الأجسام الصلبة ، و السوائل ، و الغازات ، ولا تنتشر بالفراغ، و باستطاعة الكائن الحي تحسسه عن طريق الأذن .كما تقدر سرعة الصوت في وسط هوائي عادي ب 343مترا في الثانية ، أو 1224 كيلومترا في الساعة ، و تتعلق سرعة الصوت بعامل الصلابة ، و كثافة المادة التي يتحرك فيها الصوت ، وهو اهتزاز ميكانيكي للوسط، وهو لي موجة ، بل الموجة هي إحدى الأشكال أو نماذج الانتشار التي يبرز و يتميز بها، و هناك عوامل أخرى تؤثر على انتشار الصوت سرعته ، كطبيعة المادة ، و اللزوجة ، و تأثرها بالمجال المغناطيسي.
أين ينتشر الصوت؟
و ينتشر الصوت في الغازات و البلازما ، و في السوائل على هيئة موجات طولية ، و تسمى عند الفيزيائيين موجات ضغطية ، أما المواد الصلبة فينتشر الصوت فيها كموجات طولية ، و أيضا كموجات عرضية.
مم تتكون الموجات الصوتية؟
و تتكون موجات الصوت الطولية من تتابع لطبقات يعلو فيها الضغط ، و طبقات يقل فيها الضغط عن الضغط المتوازن المعتاد متتابعة.
أما الموجات العرضية في المواد الصلبة فهي موجات متتابعة من إجهاد جزئي عرضي ، يكون عموديا على اتجاه انتشار الصوت.
وفي موجات الصوت تنزاح جزيئات الوسط دوريا و تهتز، ولكنها لا تنتقل مع الصوت ، كما تنتقل الطاقة المحمولة مع الصوت كطاقة حركة لاهتزازات الوسط.
كيف يبدو الصوت في الأوساط المختلفة؟
من وجهة نظر الفيزياء فالصوت موجة، و تكون الموجة في السوائل و الغازات موجة طولية ، و هي كذلك في الهواء ، أما في المواد الصلبة فينتشر الصوت في موجات عرضية ، و تحرك الموجات جزيئات الوسط(غالبا الهواء) حول حالة وسطية و تنتشر بسرعة خاصة ، كما يرمز لسرعة الصوت بالرمز ، C و تنقل الموجات طاقة صوتية ، ولا ينتشر الصوت في الفراغ ، و تعتمد سرعة الصوت على الوسط الذي ينقلها.
ما سرعة الصوت؟
تبلغ سرعة الصوت في الهواء 313مترا في الثانية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية و 1407 أمتار /ثانية في الماء عند درجة صفر مئوية ، و نلاحظ مما سبق أن سرعة الصوت في الماء أسرع منه في الهواء.
ما خصائص الموجات الصوتية؟
يعتبر الصوت أحد الظواهر الهامة التي يستعملها الإنسان و الحيوان للتخطيط و التفاهم عن طريق حاسة السمع بالأذن التي يتم بواسطتها تحويل الصوت من موجات صوتية إلى إشارات كهربائية عن طريق الأذن و المخ.
فمثلا عند سماع الأصوات من الآلات الموسيقية و تعدد وسائل الاتصالات المسموعة التي تعتمد على تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى ، و تطور الأجهزة الصوتية التي تأخذ أشكالا متعددة في تطبيقاتها الحديثة في مجالات الطب و الصناعة و الزراعة و غيرها تجعل العلماء و المهتمين بهذا المجال يكثفون الجهد لفهم الظواهر الموجية من حيث :
كيفية حدوثها.
طرق انتشارها.
العوامل التي تتحكم فيها.
مدى الاستفادة منها.
و إذا لاحظنا بعناية الطرق التي يحدث بها الصوت نجد أنه لا بد من بذل جهد في كل حالة ، فالموسيقي يبذل جهدا لتحريك أوتار الآلة الموسيقية، كما أن الصوت الناتج عند تصفيق يديك لتشجيع فريق رياضي مثلا يأتي من بذل جهد، و هذا الجهد المبذول بواسطة اليدين يسبب اضطرابا بالهواء المحيط ، و يحوله إلى طاقة صوتية تتشكل على شكل موجات منتظمة ، لذا نجد أن الصوت صورة من صور الطاقة ، إذا استقبلتها الأذن يحدث الاحساس بالسمع ، و تعتبر دراسة الصوت من المواضيع المهمة ، حيث تستخدم هذه الدراسة في أبحاث الطيران و الفضاء و الطاقة المتجددة و الطاقة النووية و الأبحاث الطبية ، كما يمكن توليد الصوت بوسائل ميكانيكية أو حرارية ، و تستخدم الوسائل الحرارية في بناء المبردات الصوتية الحرارية ، و كذلك في عمليات الكشف عن الماء الموجود في النفط.
تصنيف الموجات الصوتية:
تصنف الموجات الصوتية طبقا لتردداتها لثلاثة أقسام ، هي:
موجات صوتية سمعية:
هي موجات صوتية ترددها يتراوح بين 20هرتزا إلى 20ألف هرتز ، و يمثل الصوت المسموع بواسطة الأذن البشرية العادية ، حيث إن الحد الأدنى الذي تحس به الأذن البشرية الطبيعية هو 20 هرتزا تقريبا ، بينما الحد الأعلى هو 20 ألف هرتز ، و ينخفض هذا المدى عند كبار السن لحوالي 12000 هرتز ، و أقصى درجات الإحساس بالصوت لأذن بشرية عادية يقع بالمدى بين 5000 هرتز و 8000 هرتز ، و يشمل ذبذبات الحروف الهجائية ، ومن المعروف أنه يمكن إحداث الموجات السمعية عن طريق الأحبال الصوتية بالإنسان و الآلات الموسيقية ، سواء الوترية أو النحاسية أو الأنبوبية و غيرها.
موجات فوق السمعية:
هي موجات صوتية ترددها يزيد عن 20 ألف هرتز ، و التي تقع خارج نطاق حاسة الأذن البشرية .
وهذا النوع من الموجات ما زال موضع بحث و اهتمام مكثف ، نظرا للتطبيقات المهمة التي تمس مجالات عديدة في الصناعة و الطب و غيرهما ، وقد أصبح بالإمكان إنتاج موجات فوق صوتية تزيد تردداتها على 1000000 هرتز، و لا تختلف هذه الموجات من حيث الخواص عن الموجات الصوتية الأخرى ، إلا أنه نظرا لقصر طول موجاتها فإنها يمكن أن تنتقل على هيئة أشعة دقيقة عالية الطاقة .
إرسال تعليق
أكتب تعليقك أو رأيك