متى تصدر الاصوات عن الشيء
تصدر الاصوات عن الشيء عندما
يهتز .
إذ يهتز الشيء الصادر منه الصوت “أي يهتز مصدر الصوت”، من ثم يصطدم بـجزيئات الهواء من حوله لتصطدم هي الأخرى بـجزيئات الهواء القريبة منها لينتج عن ذلك موجة من الاهتزازات تنتقل في الهواء وصولاً إلى الأذن في هيئة صوت، والجدير بالذكر أنّ تلك الموجات الصوتيّة تتوقف على عدّة أمور منها الوسط التي تنتقل خلاله، وكذلك مدى قوة الاهتزازات.
وإذا جئنا لتعريف الصوت فيُمكن وصفه على أنه اهتزاز ينتقل خلال وسط معيّن، منها وسط الغاز أو المواد السائلة أو الصلبة على هيئة مجموعة من الموجات الصوتيّة، إذ يحدث نتيجة اهتزاز شيء ما، على سبيل المثال الأحبال الصوتيّة تُنتج الأصوات نتيجة لـ اهتزازها، لينتقل الصوت على شكل موجات إلى الأذن الخارجيّة وصولاً إلى الأذن الداخليّة بواسطة طبلة الأذن، من ثم سماع الصوت بوضوح.[1]
ماذا تعني درجة الصوت
هي ما يُميز صوت عن آخر .
إذ تتناسب درجة الصوت طرديًا مع تردد الصوت، فـكلما كانت الأصوات غليظة كلما كان ترددها منخفض، أما إذا كانت الأصوات حادة فيكون ترددها مرتفع، أي كلما زادت حدة الصوت زاد تردده.
الفرق بين شدة الصوت ودرجة الصوت
تختلف شدة الصوت ودرجة الصوت في المعنى، إذ تَعني درجة الصوت الفرق بين صوت وآخر .
قد يختلط الأمر على البعض ولكـن تختلف شدة الصوت ودرجة الصوت في المعنى، إذ تَعني درجة الصوت الفرق بين صوت وآخر على سبيل المثال الأصوات الغليظة كأصوات الرجال وهي ذات ترددات منخفضة، والأصوات الحادة كصوت المرأة ذو التردد العالي، إذ يعتمد ذلك الأمر على مدى تردد الصوت، بينمـا تعني شدة الصوت طاقة الموجات الصوتيّة أي الفرق بين الأصوات الصاخبة والأصوات المنخفضة، حيثُ تتأثر شدة الصوت ببعد المصدر النابع منه الصوت، ونوعية الوسط المار به.[2]
ينشأ الصوت عن الاهتزاز وينتقل على شكل موجات عبر:
الهواء .
حيثُ يتكون الهواء من جزئيات صغيرة للغاية وبمجرد اهتزاز جسم ما، تنتقل الاهتزازات على شكل موجات عبر جزئيات الهواء، وبـالتالي تهتز أيضًا جزيئات الهواء لتصدر الصوت المسموع بواسطة طبلة الأذن.
يعد الصوت من الموجات
الميكانيكية الطولية .
قد يكـون الوسط المتنقل عبره الهواء متنوّع ما بين الصلب أو السائل أو الوسط الغازي، حيث يتم تصنيف موجات الصوت كموجات ميكانيكية طولية، نظرًا لأن الموجات تمر خـلال وسط فيزيائي ويتمثّل هذا الوسط في “الهواء، الماء، الأشياء الصلبة”، لذلك تُعرف الموجة الميكانيكية المنتقلة عبر أيًا من الأوساط باسم الصوت.[3]
ما مدى سرعة انتقال الصوت عبر الهواء
332 متر في الثانية .
تصل سرعة الصوت 332 متر في الثانية تقريبًا، وبالرغم من مدى سرعته إلا أن سرعته بالضوء أكبر وتصل إلى 300000 كيلومتر في الثانية، مما يعني أن الصوت يستهلك وقت طويل في الانتقال عبر الهواء، على سبيل المثال عند رؤية البرق في السماء يمكننا سماع صوت الرعد بعد بضع ثواني بسيطة.
الجدير بالذكر أيضًا أنّ الموجات الصوتية يمكنها الانتقال عبر المواد السائلة كالماء وغيرها، بشكلٍ سريع للغاية يفوق سرعة انتقال الصوت في الهواء، بينما يكون انتقاله عبر المواد الصلبة بشكلٍ أكثر فعّالية.[4]
أنواع الموجات الصوتية
- موجات صوتية طولية.
- موجات صوتية ميكانيكية.
- موجات الضغط الصوتية.
تتنوّع الموجات الصوتيّة كغيرها من أنواع الموجات الأخرى، وتمثل المجموعة التالية أنواع الموجات الصوتية الثلاثة:
الموجات الصوتية الطولية:
تعرف الموجة الطولية على أنها موجة يكون فيها اتجاه نقل الطاقة موازي لحركة جزيئات الوسط، على سبيل المثال عند تحريك مطاط نحو الخلف والأمام سيتحرك المطاط بشكل متوازي للخلف والأمام، كذلك يتحرك الصوت عند طرق شوكة رنانة، فتـتحرك الموجات الصوتية بشكل موازي لـ جزئيات الهواء.
موجات الصوت الميكانيكية:
كما ذكرنا آنفًا أنّ موجات الصوت تنتقل عبر الهواء، وذلك من خلال اهتزازات الجزيئات والتي تؤدي لانتقال الاهتزازات للجزيئات المجاورة لها، ويظل الأمر كذلك بشكل متسلسل إلى أن تزيح الجسيمات بعضها البعض بما يُعرف بـ الاهتزازات الميكانيكية وتحويل جزئيات الهواء إلى جسيمات، وكذلك الاهتزازات الميكانيكية إلى موجات صوتية ميكانيكية.
موجات الضغط الصوتية:
تعرف الموجات الصوتية بموجات الضغط كونها تتكوّن من مناطق ضغط متنوعة بين ضغط منخفض وآخر مرتفع.[5]
أهمية الموجات الصوتية واستخداماتها
- الاتصالات.
- استكشاف المحيط.
- الموارد الجوفية.
- الصيد.
الاتصالات:
ترجع أهمية الصوت والموجات الصوتية إلى استخدامها في أشهر وسائل التواصل وهي الاتصال، حيث يتنقل الصوت في الهواء إلى طبلة الأذن، وكذلك تعتمد بعض التقنيات الأخرى على الصوت ومنها أجهزة الراديو والتلفزيون.
استكشاف المحيط:
بواسطة أجهزة السونار يتم استكشاف المحيطات، إذ تعتمد تلك الأجهزة على الموجات الصوتية، لترتد موجات الصوت مرة أخرى عند الاصطدام بشيء ما، ومنها يتمكن الباحثون من تحديد مكان الأجسام، ولا سيما استخدام السفن للـسونار لمعرفة مكان الغواصات المُعادية.
الموارد الجوفية:
يبحث الجيولوجيون أيضًا عن مصادر النفط وغيره من المشتقات تحت الأرض بواسطة موجات الصوت، نظرًا لأن الموجات الصوتيّة ترتد مرة أخرى من ثم يتم تحديد ومعرفة مكان النفط تحت الأرض، كـذلك تستخدم الموجات الصوتية في معرفة كثافة الأرض ومدى تأثير قوة الزلازل الأرضية.
الصيد:
تساعد الموجات الصوتية بعض الكائنات بحثًا عن مصادر الغذاء، ومنها الخفافيش حيث يستخدم الخفاش نوع من أنواع السونار للكشف عن فريسة جديدة، عن طريق إصدار بعض الموجات الصوتية لترتد مرة أخرى ويتم تحديد مكان الفريسة بسهولة، وتأتي الدلافين أيضًا ضمن الكائنات البحرية التي تستخدم موجات الصوت لمعرفة موقعها بالتحديد، والبحث عن فريستها، إضافةً إلى أن الصوت وسيلة تواصل بين أعضاء المجموعة.[6]
خصائص الصوت
- السعة.
- الطول الموجي.
- تردد الصوت.
- انعكاس الصوت.
- انكسار الصوت.
السعة:
تتناسب سعة الصوت مع الطاقة، فـ كلما زادت السعة زادت الطاقة الموجودة بالصوت، والمقصود بالسعة هنا هو مدى الضغط والمساحة الذي ينتقل خلالها الصوت في الوسط، فإذا كانت السعة عالية يكون الصوت عالي.
الطول الموجي:
الطول الموجي للصوت عبارة عن المسافة بين قمتين متتاليتين بالموجات الصوتية، إذ تتكون الموجات الصوتية من أماكن ضغط عالي وغيرها أماكن ضغط منخفض، وتظهر مناطق الضغط العالي في شكل قمة عالية.
تردد الصوت:
يشير التردد الصوتي إلى اهتزازات الصوت في الهواء أو الوسط المنتقل خلاله، ويتم حساب تردد الصوت اعتمادًا على الطول الموجي للصوت أيضًا، لنصل إلى سرعته في الهواء، عن طريق المعادلة الآتي: سرعة الصوت = التردد × الطول الموجي.
انعكاس موجات الصوت:
يحدث صدى الصوت نتيجة انكساره، وتشبه مبدأ انعكاس الضوء حيث تكون زاوية السقوط مساويةً لـ زاوية الانعكاس، كذلك يتم استخدام تلك الخاصية في تقنية الملاحة الصوتية، للتواصل بسهولة تحت أعماق الماء.
انكسار الصوت:
يتشابه انكسار الصوت مع الضوء، حيث ينكسر الضوء عند تغير كثافة الوسط الذي ينتقل خلاله الضوء، وكذلك الصوت إذ ينكسر بمجرد تغير كثافة الغلاف أو الوسط المنتقل خلاله.[7]