خصائص الصوت والكشف عنه

تعد خصائص الصوت وصوت التعرف من أهم الظواهر الفيزيائية التي نواجهها في حياتنا اليومية ، ونحن دائمًا معنيون بكيفية تكوين الصوت وكيف يتشكل هذا التردد ، فالكثير من الألغاز تدور حول الصوت.

نواجهه كل يوم في حياتنا دون الحاجة إلى القلق بشأن خصائصه وتطبيقاته ، لذلك في هذه المقالة كان علينا أن نتعمق في موضوع الصوت وخصائصه.

ما هي النغمة

• يُفهم أن الصوت يعني الموجات الكهرومغناطيسية ذات الضغط الذي لا يمكن أن ينتشر في الفراغ ، أي من خلال وسيط ناقل ، وينتج عن اهتزاز الأجسام.
• عندما يهتز الجسم ، فإنه يخلق حركة هوائية (وسيط ناقل) يحيط به لتكوين تموجات مثل أمواج البحر وهذا يؤدي إلى إنتاج الصوت.
• يمكن تعريف الصوت بتعريف آخر ، وهو أن الصوت ينشأ بسبب الطاقة المتكونة من حركة جسيمات المادة وتنتقل هذه الطاقة بعيدًا عن مركز الحدث.

خصائص الصوت

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

• التردد: التردد هو خاصية للصوت ويصف عدد حركات الموجة التي يخلقها الصوت في ثانية واحدة.
  • أي أن هناك علاقة مباشرة بين التردد وسرعة حركة جسيمات المادة.
• وهذا يعني أنه كلما زاد التردد زادت سرعة حركة الجسيمات في المادة ، ووحدة قياس التردد هي هرتز أو كيلوهرتز.
• ارتفاع الموجة: يرتبط ارتفاع الموجة بكمية الصوت وارتفاعه عند وجود حركة قوية من مصدر الصوت.
  • عندما تصل الموجة إلى أعلى قيمة لها ، يكون الصوت مرتفعًا ويمكن سماعه بسهولة.
• إذا تحرك الجسم بشكل ضعيف ، ستكون الموجة أقل قيمة ، وسيكون الصوت منخفضًا أو غائبًا.

الطول الموجي

• الطول مرتبط بكل من تردد الصوت وسرعته. الطول الموجي هو المسافة التي يقطعها الصوت في دورة واحدة.
• يتم حسابه في الرياضيات بقسمة سرعة الصوت على التردد ، وبالحسابات الرياضية يتضح أن التردد يتناسب عكسياً مع الطول الموجي ، أي أنه كلما زاد التردد ، انخفض الطول الموجي.
• سرعة الصوت: ترتبط سرعة الصوت بكثافة ومرونة الوسط الذي ينتشر فيه الصوت.
  • مع انخفاض كثافة الوسط ، تزداد سرعة الصوت ، ومع زيادة مرونة الوسط تزداد سرعة الصوت.
• ينتقل الصوت في المواد الصلبة أسرع منه في السوائل ، وينتقل الصوت في السوائل أسرع منه في الغازات.
  • بالإضافة إلى 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.
• الكثافة: تعني القدرة على سماع الصوت في أذن الإنسان ، وتعتمد شدة الصوت على المسافة وهناك علاقة عكسية بينهما.
  • كلما زادت المسافة ، انخفضت شدة الصوت ، مقاسة بالديسيبل.
• الجهارة: يتأثر ارتفاع الصوت بكثافة الصوت ، وإيجاد علاقة مباشرة بين الجهارة والكثافة.
  • كلما زادت الكثافة ، زاد الصوت ، لأن الأذن البشرية حساسة للغاية لترددات معينة.
  • أقل شدة صوت هي صفر ديسيبل ويمكن سماع الصوت بهذه الشدة بواسطة الأذن البشرية.
  • وتمر هذه الشدة بين التردد من 2000 إلى 5000 هرتز التي تنتج أقل ضوضاء.
  • أو أن الترددات الأعلى من ذلك ستتسبب في تغيير شدة الصوت ، وسيصبح هذا الصوت مسموعًا أو مرتفعًا جدًا بحيث لا يؤدي إلى إتلاف الأذن.
• الوقت: الوقت هو الوقت الذي يستغرقه انتشار الموجات الصوتية.
  • هناك علاقة مباشرة بين الوقت والنبرة ، فكلما زاد الوقت ، زادت النغمة.

سعة الموجة الصوتية

• يمثل اتساع الموجة الصوتية قوة الإشارة القادمة 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 الارتداد الخلفي للموجات الصوتية من نفس المصدر عندما يعكس السطح أو الجسم الصوت.
  • تحدث هذه الظاهرة في حياتنا اليومية عندما ينبعث صوت في مساحة فارغة.
  • ونسمع الصوت مرة أخرى ، وهذا ما يسمى انعكاس الصوت ونسميه (صدى).

تأثير حركة الوسط المادي على خواص الصوت

• إذا كان الوسط المادي الذي تنتقل فيه الموجات الصوتية متحركًا ، فيمكن للحركة أن تقلل أو تزيد من سرعة الصوت اعتمادًا على اتجاه حركة وسط المادة.
• على سبيل المثال ، تزداد سرعة الموجة الصوتية عندما تتحرك الموجة الصوتية في نفس اتجاه حركة وسط المادة.
  • ومع ذلك ، عندما تتحرك الموجات الصوتية عكس اتجاه حركة وسط المادة ، ينخفض ​​الصوت.

مصادر الصوت

ينشأ الصوت من عدة مصادر منها:

• يصدر الصوت عندما تهتز الأجسام الصلبة.
• عند حدوث ضغط أو تمدد سريع ، مثل ب. الانفجارات.
• يتسرب الهواء حتمًا حول المواد التي تصدر ترددات ، ثم موجات صوتية مثل أصوات الفلوت أو الفلوت أو الصفير.

نقل الصوت

ينتقل الصوت عن طريق الموجات الصوتية المنتشرة في الفراغ ، وذلك بسبب وجود طاقة انتشار الصوت للمساعدة في انتشار الصوت. هناك نوعان من الموجات الصوتية:

• الموجات الطولية: تهتز جزيئات المادة في نفس الاتجاه الذي تنقل فيه الطاقة ، وينتشر الصوت في نفس اتجاه حركة الجسم. تعتبر الموجات الطولية من أبسط الموجات وتحدث في السوائل والغازات.
• موجات القص: تنتشر هذه الموجات الصوت في وسط صلب ، موجات القص لها اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الصوت.

كشف الصوت

• تتولد الموجات الصوتية بسبب وجود الطاقة الحركية للجسم ، وتنتشر هذه الموجات حتى تصل إلى الأذن البشرية.
• وتلتقط الأذن الموجات الصوتية ، ثم تصل الموجات إلى طبلة الأذن ، ثم الأذن الوسطى.
• ثم يصل إلى الأذن الداخلية التي تحتوي على القوقعة التي تحتوي على العديد من الشعرات الدقيقة التي تهتز تحت تأثير الموجات الصوتية.
• ثم يقوم بإنشاء إشارات كهربائية يتم إرسالها إلى الدماغ ، والذي يتعرف عليها ويترجمها على أنها أصوات.

موجات صوتية

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.
  • والإخراج 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 تسمعه الأذن البشرية.
  • والأذن البشرية لا تستطيع تمييز أو سماع هذا الصوت ، فهذه الموجات يرسلها الفيل للتواصل مع بقية القطيع.
• الموجات فوق الصوتية: هذه الموجات لها تردد أعلى من تردد الصوت الذي تسمعه الأذن البشرية.
  • يتم إرسال هذه الموجات من قبل بعض الناس للعثور على كلابهم من خلال الصافرة الصامتة.
  • يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية في التصوير الطبي.

أخيرًا ، للصوت العديد من الخصائص التي كانت محور الدراسة والبحث وفي هذا المقال قدمنا ​​خصائص الصوت بكل تفاصيله وأخيرًا في هذا الموضوع قدمنا ​​كل ما يتعلق بالصوت وخصائصه في بحث مفصل لذلك.