ماهي الموجات الصوتية. هل سبق لك أن استغرقت وقتًا للتفكير في كيفية اكتشاف الأصوات؟ على وجه التحديد ، هل فكرت يومًا في الطريقة التي ينتقل بها الصوت من شخص أو كائن بحيث يمكن اكتشافه بواسطة أذنيك؟
خصائص وميزات الموجات الصوتية.
الصوت هو موجة ميكانيكية.
تساعد فيزياء الأمواج في شرح العملية التي يتم من خلالها إنتاج الصوت ، والإنتقال ، والاستلام. الصوت عبارة عن موجة تنتجها كائنات تهتز. ينتقل عبر وسيط من نقطة ، A ، إلى نقطة أخرى ، B.
كما هو الحال في جميع أنواع الموجات ، تنطبق بعض السلوكيات والخصائص والمميزات على الموجات الصوتية.
تحمل الموجة الصوتية اضطرابًا (اهتزاز) من موقع (نقطة) إلى موقع آخر. بالنسبة للجزء الأكبرمن العملية ، يكون الفضاء الذي تنتقل عبره وهو الهواء ، على الرغم من أن الموجات الصوتية يمكن أن تنتقل بسهولة عبر الماء أو المواد المعدنية.
يجب أن يكون هناك مصدر للموجة ، وهو نوع من الكائنات الاهتزازية التي يمكنها تشغيل سلسلة الأحداث بأكملها من أجل الاضطراب. لتحويل الموجات الصوتية إلى صوت ، قد يكون المصدر الأصلي زوجًا من الحبال الصوتية أو مكبر صوت استريو أو شجرة تقع في الغابة.
لقد أحاطت مناقشة فلسفية طال أمدها بالسؤال ، “إذا سقطت شجرة في الغابة ولم يكن أحد على وشك سماعها ، فهل هي حقًا صوت؟” الهدف من هذا النقاش هو أنه على الرغم من إنتاج موجة صوتية إذا لم يكن هناك جهاز استقبال ، إلا أن الموجة تعتبر حقًا صوتًا كاملاً؟
بالتأكيد ، يمكن أن ينتقل الصوت لأن ما يعرف بـ “تفاعل الجسيمات” يسمح بنقل الموجة الاهتزازية من موقع إلى آخر. ومع ذلك ، في نهاية المطاف ، تحتاج الموجات الصوتية الميكانيكية إلى جهاز استقبال من أجل إكمال رحلتها. وعلى الرغم من أنه قد يكون هناك جسم موجود لاستقبال الموجات المرسلة ، لأنها تهتز عند مثل هذا التردد العالي ، إلا أنها لا يمكن اكتشافها تقريبًا للأذن غير المساعدة.
موجات الصوت الميكانيكية مقابل الكهرومغناطيسية
للتمييز بين الأمواج الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية ، سنشير أولاً إلى العديد من الخصائص الرئيسية للموجات الكهرومغناطيسية.
- الموجات الكهرومغناطيسية لها طبيعة كهربائية ومغناطيسية.
- الموجات الكهرومغناطيسية قادرة على الانتقال من خلال الفراغ.
- لا تتطلب الموجات الكهرومغناطيسية وسيلة لنقل طاقتها.
والآن ، على النقيض من الاثنين ، سوف نحدد العديد من السمات الأساسية للموجات الميكانيكية.
- تتطلب الأمواج الميكانيكية وسيلة لنقل طاقتها من موقع إلى آخر.
- الأمواج الميكانيكية غير قادرة على السفر من خلال فراغ. نظرًا لأن الأمواج الميكانيكية تعتمد على تفاعل الجسيمات كوسيلة لنقل طاقتها ، فهي غير قادرة على الانتقال عبر مناطق خالية من الجزيئات.
تساعد السمات الثانية في توضيح سبب عدم انتقال الصوت ، الموجة الميكانيكية ، عند إرسالها عبر الأنفاق ، وتحت الماء ، وجميع الأمثلة الأخرى للهياكل المفرغة. إقرأ أيضاً: ماهي الغازات الدفيئة وما هو تأثيرها ومصادرها
موجات الصوت طولية
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الصوت عبارة عن موجة ميكانيكية. يتم إنشاؤه بواسطة حركة اهتزازية تنتقل عبر وسيط موصل (غير فارغ). ينتج الصوت عن الحركة الطولية لجزيئات الوسط التي تنتقل عبرها موجة الصوت الميكانيكية.
إذا تحركت الموجة الصوتية من اليسار إلى اليمين عبر الهواء ، فسيكون المنتج الثانوي هو إزاحة جزيئات الهواء مع مرور طاقة الموجة الصوتية. توجد حركة الجزيئات في كل من الأشكال المتوازية وغير المتوازية إلى الاتجاه الذي يتم فيه نقل الطاقة. وبالتالي ، هذه هي السمة التي تميز الصوت على أنه موجة طولية.
وبسبب هذه الظاهرة، الصوت هو مزيج من تباينات الضغط. بسبب الحركة الطولية لجزيئات الهواء ، هناك جيوب حيث يتم الضغط على جزيئات الهواء معًا (الضغط) ومناطق أخرى حيث تنتشر جزيئات الهواء بعيدًا (نادرة ، أو تشعبات). والعوامل الضاغطة هي المناطق التي يتجمع فيها ضغط الهواء العالي (التكثيف) في حين أن التكتلات النادرة هي مناطق تتألف من ضغط هواء منخفض (تمدد).
إقرأ أيضاً: أنواع الموجات الصوتية
طرق قياس الموجات الصوتية
يمكن قياس الموجات الصوتية بمجموعة من الطرق المختلفة: من حيث السعة ، الطول الموجي ، التردد ، السرعة ، وفي بعض الأحيان طورها.
السعة هي طريقة مترية مرتبطة بالسمع. يتم تجميعها عادة مع كثافة ، ارتفاع الصوت ، و (أو) الحجم.
الطول الموجي من السهل بما فيه الكفاية كشفه، كنت ببساطة نلاحظ، خلال دورة موجة واحدة كاملة، والمسافة التي يقطعها اضطراب من خلال المتوسط في دورة موجة كاملة واحدة.
بمجرد كل دورة موجة ، ستكرر الموجة نمطها. لهذا السبب ، يُشار إلى طول الموجة أحيانًا بطول نمط التكرار أو طول دورة واحدة كاملة.في حالة الموجات العرضية ، يتم قياس هذا الطول عادة من قمة موجة إلى قمة الموجة المجاورة التالية ، أو من موجة واحدة إلى أسفل إلى موجة الموجة المجاورة التالية.
ومع ذلك ، نظرًا لأن الأمواج الطولية لا تحتوي على قمم أو أحواض منخفضة ، فيجب قياس أطوال موجاتها بطريقة مختلفة.يشار إليها أحيانًا باسم موجات الضغط ، وتشمل الموجات الصوتية أنماطًا متكررة للمناطق ذات الضغط العالي والمنخفض بالتناوب تتحرك من خلال وسيط.
عادة ، في موجة الصوت أو الضغط ، تحدث هذه التقلبات في الضغط في أوقات منتظمة ومحددة.
ملخص الموجات الصوت.
إن الموجة الصوتية ليست موجة عرضية ذات قمم ونقصان ، بل هي موجة طولية بها انضغاطات وندرة. تم إنشاء مناطق الضغط العالي والضغط المنخفض ، والمعروفة على التوالي بالضغط والنادرة ، نتيجة لاهتزازات مصدر الصوت.
يمكن قياس الموجات الصوتية وفقًا لعدة نماذج مختلفة: السعة ، الطول الموجي ، التردد ، السرعة ، وفي بعض الأحيان ، الطور.
