خصائص الموجات الصوتيه
قد تعلم أن الصوت الذي تسمعه هو نتيجة موجات صوتية، لكن ما هي الموجات الصوتية بالضبط؟ ما هي خصائصها؟ كيف يعمل؟اليك
مقارنة بين موجات الصوت وموجات الراديو
، و اليك خصائص الموجات الصوتية:
الطول الموجي
- قد يكون الطول الموجي أهم ما يميز الموجات الصوتية.
- يتكون الصوت من موجة طولية تتضمن انضغاطات وتخلخلات لأنها تنتقل عبر وسط معين.
- المسافة التي تقطعها الموجة الواحدة قبل أن تعيد نفسها هي طول موجي واحد.
- هو الطول المشترك للضغط و الفراغ المجاور ، أو المسافة بين مركزي الفراغين أو الضغوط المتتالية.
السعة
- السعة هي حجم موجة معينة.
- فكر في الأمر على أنه نوع من ارتفاع الموجة و ليس طولها.
- يتم تعريف السعة بشكل أكثر دقة على أنها أقصى إزاحة للجسيمات التي تزعجها موجة صوتية أثناء مرورها عبر وسط.
- تحدد سعة الموجة الصوتية الحجم النسبي للصوت.
- في الموسيقى ، يسمى حجم النغمة بالمستوى الديناميكي.
- في الفيزياء ، نقيس سعة الموجات الصوتية بالديسيبل (ديسيبل) ، و التي لا تتوافق مع المستويات الديناميكية.
- تتوافق السعات الأعلى مع الأصوات الأعلى ، بينما تتوافق السعات الأقصر مع الأصوات المنخفضة.
- على الرغم من ذلك ، فقد أظهرت الدراسات أن البشر ينظرون إلى الأصوات عند الترددات المنخفضة جدًا و العالية جدًا على أنها أكثر ليونة من الأصوات عند الترددات المتوسطة ، حتى عندما تكون بنفس السعة.
التردد
- يشير التردد إلى كمية الموجات الصوتية التي يصدرها الصوت في الثانية.
- الصوت ذو التردد المنخفض له أطوال موجية أقل ، بينما الصوت عالي التردد له موجات أكثر.
- يتم قياس تردد الصوت بالهرتز (HZ) و لا يعتمد على الوسيط الذي يمر من خلاله الصوت.
- درجة الصوت هي الجودة التي تتيح لنا الحكم على الأصوات على أنها “أعلى” و “أقل”.
- يوفر طريقة لتنظيم الأصوات بناءً على مقياس قائم على التردد.
- يمكن تفسير النغمة على أنها المصطلح الموسيقي للتردد ، على الرغم من أنها ليست متطابقة تمامًا.
- يتسبب الصوت عالي النبرة في تذبذب الجسيمات بسرعة ، بينما يتسبب الصوت المنخفض النبرة في تذبذب أبطأ.
- لا يمكن تحديد درجة الصوت إلا عندما يكون الصوت واضحًا بدرجة كافية من حيث التردد و متسقًا بدرجة كافية لتمييزه عن الضوضاء.
- نظرًا لأن طبقة الصوت تعتمد بشكل أساسي على إدراك المستمع ، فهي ليست خاصية مادية موضوعية للصوت.
الفترة الزمنية
- الفترة الزمنية هي عكس التردد تقريبًا.
- إنه الوقت اللازم لإنتاج موجة أو انعطاف كامل.
- كل اهتزاز لجسم مهتز ينتج صوتًا مكافئًا لموجة.
- في الموسيقى ، المدة هي مقدار الوقت الذي تستغرقه النوتة الموسيقية أو الملعب.
- يمكن وصفها بأنها طويلة أو قصيرة أو بطيئة.
- تؤثر مدة النغمة أو النغمة على إيقاع الصوت و إيقاعه.
- تميل قطعة البيانو الكلاسيكية إلى الاحتفاظ بالنوتات لفترة أطول من عزف عازف لوحة المفاتيح في حفل موسيقى البوب.
- في الفيزياء ، تبدأ مدة الصوت أو النغمة بمجرد تسجيل الصوت و تنتهي عندما لا يمكن اكتشافه.
السرعة
- أخيرًا ، سرعة الموجة ، التي تسمى أحيانًا السرعة ، هي مقدار المسافة بالأمتار في الثانية التي تقطعها الموجة في ثانية واحدة.[1]
انواع الموجات الصوتية
إذن ما هو نوع الموجة الصوتية؟ تنقسم الموجات الصوتية إلى اربع فئات: الموجات الطولية و الموجات الميكانيكية و موجات الضغط و العرضية ، لذلك اليك اهم انواع الموجات الصوتية المرتبة حسب الشكل التالي
الموجات الصوتية الطولية
- الموجة الطولية هي موجة تكون فيها حركة الجسيمات في الوسط موازية لاتجاه نقل الطاقة.
- الموجات الصوتية في الهواء و السوائل هي موجات طولية ، لأن الجسيمات التي تنقل الصوت تهتز بالتوازي مع اتجاه انتقال الموجة الصوتية.
- إذا قمت بدفع الخفة للخلف و للأمام ، فإن الملفات تتحرك بالتوازي (للأمام و للخلف).
-
أيضًا ، عند ضرب شوكة رنانة ، من
استخدامات الموجات الصوتية
، يكون اتجاه الموجة الصوتية موازيًا لحركة جسيمات الهواء.
موجات صوتية ميكانيكية
- الموجة الميكانيكية هي موجة تعتمد على تذبذب مادة ما ، مما يعني أنها تنقل الطاقة عبر وسط لتنتشر.
- تتطلب هذه الموجات مدخلات من الطاقة الأولية التي تنتقل بعد ذلك عبر الوسط لنقل الطاقة الأولية بشكل فعال.
- تشمل أمثلة الموجات الميكانيكية في الطبيعة موجات الماء ، و الموجات الصوتية ، و الموجات الزلزالية ، و موجات المياه الداخلية ، و التي تحدث بسبب الاختلافات في الكثافة في جسم مائي.
- هناك ثلاثة أنواع من الموجات الميكانيكية : الموجات المستعرضة و الموجات الطولية و الموجات السطحية.
- لماذا الصوت موجة ميكانيكية؟ تنتقل الموجات الصوتية عبر الهواء لتحل محل جزيئات الهواء في تفاعل متسلسل.
- عندما يتحرك جسيم واحد من موضع توازنه ، فإنه يدفع أو يسحب الجسيمات المجاورة ، مما يتسبب في إزاحتها من موضع التوازن.
- مع استمرار الجسيمات في إزاحة بعضها البعض عن طريق الاهتزازات الميكانيكية ، ينتقل الاضطراب عبر الوسط. هذه الاهتزازات الميكانيكية من توصيل الصوت من الجزيء إلى الجسيم تؤهل الموجات الصوتية كموجات ميكانيكية.
- تتطلب الطاقة الصوتية ، أو الطاقة المرتبطة بالاهتزازات الناتجة عن مصدر اهتزازي ، وسيطًا ينتقل ، مما يجعل الطاقة الصوتية موجة ميكانيكية.
موجات ضغط الصوت
- موجة الضغط ، أو موجة الضغط ، لها نمط منتظم لمناطق الضغط المرتفع و المنخفض.
- لأن الموجات الصوتية تتكون من الضغط و الخلع ، تتأرجح مناطقها بين أنماط الضغط المرتفع و المنخفض.
- لهذا السبب تعتبر الموجات الصوتية موجات ضغط.
- على سبيل المثال ، نظرًا لأن الأذن البشرية تستقبل موجات صوتية من البيئة المحيطة ، فإنها تكتشف الاضطرابات على أنها فترات من الضغط المنخفض و فترات الضغط كفترات ضغط مرتفع.
موجات عرضية
- تتحرك الموجات المستعرضة مع تذبذبات عمودية على اتجاه الموجة.
- الموجات الصوتية ليست موجات عرضية لأن ذبذباتها موازية لاتجاه نقل الطاقة
- و مع ذلك ، يمكن أن تتحول الموجات الصوتية إلى موجات قص في ظل ظروف محددة للغاية.
-
تنتقل الموجات المستعرضة ، أو موجات القص ، بسرعات أبطأ من الموجات الطولية ، ولا يمكن إنشاء الموجات الصوتية المستعرضة إلا في المواد الصلبة و عند
انعكاس الموجات الصوتية
. - تعتبر موجات المحيط المثال الأكثر شيوعًا للموجات المستعرضة في الطبيعة.
- يمكن توضيح مثال أكثر واقعية من خلال هز أحد جانبي الحبل لأعلى و لأسفل ، بينما يتم تثبيت الطرف الآخر [2]
التعليقات مغلقة.