بيسيات عن الصوت

مقدمة

الصوت هو موجات ميكانيكية طولية تنتشر في وسط مرن مثل الهواء أو الماء أو الصلب. يُدرك الصوت بواسطة الأذن البشرية التي تحول موجات الصوت إلى إشارات عصبية يتم إرسالها إلى الدماغ حيث تتم معالجتها وفهمها.

خصائص الصوت

– التردد: هو عدد ذبذبات الموجة الصوتية في الثانية ويقاس بالهرتز (Hz). يتوافق التردد مع درجة الصوت، فالأصوات ذات التردد المنخفض لها درجة صوت منخفضة، في حين أن الأصوات ذات التردد العالي لها درجة صوت عالية.

– الطول الموجي: هو المسافة بين ذروة موجة صوتية وأخرى ويقاس بالمتر (m). يتوافق الطول الموجي مع المسافة التي تقطعها الموجة الصوتية في ثانية واحدة.

– السعة: هي أقصى إزاحة للموجة الصوتية عن وضع توازنها ويقاس بالمتر (m). تتوافق السعة مع شدة الصوت، فالأصوات ذات السعة الكبيرة لها شدة عالية، في حين أن الأصوات ذات السعة الصغيرة لها شدة منخفضة.

سرعة الصوت

– تنتشر موجات الصوت في الهواء بسرعة ثابتة تبلغ حوالي 343 مترًا في الثانية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية.

– تتغير سرعة الصوت بتغير درجة الحرارة والوسط الذي تنتشر فيه. ففي الهواء البارد، تنتشر موجات الصوت ببطء أكثر من الهواء الدافئ وفي الماء البارد، تنتشر موجات الصوت أسرع من الماء الدافئ.

– في المواد الصلبة، تنتشر موجات الصوت أسرع بكثير من الهواء والماء.

انعكاس الصوت

– عندما تصطدم موجة صوتية بسطح صلب، فإنها تنعكس عن ذلك السطح وتغير اتجاه انتشارها.

– تعتمد زاوية الانعكاس على زاوية السقوط. فإذا كانت زاوية السقوط مساوية لزاوية الانعكاس، فإن الموجة الصوتية تنعكس بشكل مباشر. أما إذا كانت زاوية السقوط مختلفة عن زاوية الانعكاس، فإن الموجة الصوتية تنعكس بشكل غير مباشر.

– يستخدم انعكاس الصوت في العديد من التطبيقات، مثل الموجات فوق الصوتية والرادار.

انكسار الصوت

– عندما تنتقل موجة صوتية من وسط إلى آخر، فإنها تنكسر، أي تتغير سرعتها واتجاه انتشارها.

– تعتمد درجة الانكسار على سرعة الصوت في الوسطين. فإذا كانت سرعة الصوت في الوسط الثاني أكبر من سرعة الصوت في الوسط الأول، فإن الموجة الصوتية تنكسر باتجاه العمودي على السطح الفاصل بين الوسطين. أما إذا كانت سرعة الصوت في الوسط الثاني أصغر من سرعة الصوت في الوسط الأول، فإن الموجة الصوتية تنكسر بعيدًا عن العمودي على السطح الفاصل بين الوسطين.

– يستخدم انكسار الصوت في العديد من التطبيقات، مثل العدسات الصوتية والميكروفونات الاتجاهية.

تداخل الصوت

– عندما تتداخل موجتان صوتيتان أو أكثر في نفس النقطة، فإنهما تتفاعلان مع بعضهما البعض وتنتج موجة صوتية جديدة.

– يمكن أن يكون التداخل بناءً أو هدامًا. في التداخل البناء، تتجمع الموجتان الصوتيتان معًا وينتج عنهما موجة صوتية ذات سعة أكبر. أما في التداخل الهدام، تتنافى الموجتان الصوتيتان مع بعضهما البعض وينتج عنهما موجة صوتية ذات سعة أصغر.

– يستخدم التداخل الصوتي في العديد من التطبيقات، مثل مكبرات الصوت وأجهزة قياس الصوت.

رنين الصوت

– عندما تتأثر موجة صوتية بجسم مرن، فإن الجسم المرنة يبدأ بالاهتزاز وينتج عنهما موجة صوتية جديدة.

– يعتمد تردد الموجة الصوتية الجديدة على خصائص الجسم المرنة، مثل الكتلة والحجم والشكل.

– يستخدم رنين الصوت في العديد من التطبيقات، مثل الآلات الموسيقية وأجهزة قياس الصوت.

الخاتمة

الصوت ظاهرة فيزيائية مهمة لها العديد من التطبيقات في حياتنا اليومية. تُستخدم موجات الصوت في الاتصالات والموسيقى والطب والصناعة وغيرها الكثير.