ما خصائص الصوت

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٥:٢١ ، ٢٨ ديسمبر ٢٠٢٠
ما خصائص الصوت

خصائص الصوت

الصوت هو طاقة تجعلنا نسمع الأصوت من حولنا وهي عبارة عن اضطراب اهتزازي في مكان يوجد فيه طاقة، وتنتقل طاقة الصوت عن طريق الموجات ذات الاضطراب الاهتزازي في وسط يحمل الطاقة من نقطة إلى أخرى دون وجود اتصال مباشر بين النقطتين، وهنالك نوعين من الموجات التي تتحكّم بخصائص الصوت:[١]

  • الموجات الطولية: هي الموجات التي تهتز فيها الجسيمات في نفس الاتجاه ذهابًا وأيابًا في الوسط الذي تتحرك فيه الموجة، وهذا الوسط يمكن أن يكون صلْبًا أو سائلًا أو غازيًا.
  • الموجات العرضية: الموجات العرضية أو المُستعرضة تهتز فيها الجسيمات بزاوية قائمة أي لأعلى وأسفل مع اتجاه تحرك الموجة في الوسط الموجودة فيه، وهذه الموجات تمرّ في الوسط الصّلْب والسائل، ولكنها لا تعمل في الوسط الغازي.

أما خصائص الصوت فهي الصفات الخمسة للموجة الصوتية وهي كما يلي:[١]

  • الطول الموجي: وهو الحد الأدنى للمسافة التي تكرر فيها الموجة الصوتية نفسها، ويُشار له بالحرف اليوناني لامدا λ، ويُطلق عليه أيضًا الضغط والخلخلة المُجاورة، ورياضيًا هو المسافة بين مركزي ضغطين متتاليين.
  • السّعة: أو سعَة الموجة هي عملية الإزاحة المؤقتة التي تتعرّض لها الجزيئات في الوسط عند مرور الموجة الصوتية ويُطلق عليها كذلك الإزاحة القصوى لجسيمات الوسيط غير المضطربة عندما تمر الموجة عبر الوسط، كما يمكن استخدام مصطلح السعة لوصف حجم الموجة الصوتية، وتُقاس بالمتر أو بالسنتيمتر.
  • الفترة الزمنية: الفترة الزمنية هي الوقت المطلوب لإنتاج موجة واحدة أو دورة كاملة، وتنتج موجة صوتية كاملة عند اهتزاز الجسم المُهتز بشكل كامل، وتُقاس بالثانية ويُرمز لها بحرف T.
  • التردد: التردد الموجي هو عدد الموجات أو الدورات الكاملة المُنتجة في الثانية الواحدة، فمثلًا إن تم إنتاج 10 اهتزازات كاملة أو موجات في الثانية الوحدة فسيكون تردد الموجات 10 هرتز في الثانية؛ ولهذا يُقاس التررد الموجي بوحدة الهيرتز أو الكيلوهيرتز kHz.
  • سرعة الموجة: سرعة الموجة هي المسافة التي تقطعها الموجة في الثانية الواحدة، ويُمثلها حرف v، وتُقاس بالنظام الدولي بوحدة متر لكل ثانية (m / s أو ms-1).


ما هو تعريف الصوت؟

الصوت هو شكل من أشكال الطاقة أي هو مثل طاقة الضوء والكهرباء، والصوت يَصدُر عندما تهتز جزيئات الهواء وتتحرك في نمط يُسمى الموجات الصوتية، وتنتقل هذه الموجات لأذنك أولًا ومن ثم تنتقل لعقلك الذي يتعرف عليها كصوت، والصوت هو موجة طولية تحتاج لوسيط للسفر، ولهذه الموجات سَعَة أي حجم، وترددات أي درجات، وسرعات تتمثل بطول الموجة، والصوت هو علم متكامل يتعامل مع الموجات الصوتية في الهواء، ويُقاس بسرعة 331 متر في الثانية على شكل تفاعل مُتسلسل، ولأن الصوت شكل من أشكال الطاقة فيمكنا تحويله لشكل آخر من أشكال الطاقة، أي يمكن تحويل الصوت إلى طاقة كهربائية، أما بالنسبة لسرعة الصوت، فإنه ينتقل بالهواء بسرعة 340 مترًا في الثانية، ومن ناحية أخرى يمكنه أن ينتقل من خلال الفولاذ بسرعة 5200 متر في الثانية.[٢]

الموجات الصوتية

تتشكل الموجة الصوتية لأن جزيء الهواء الفردي يحصل على دفعة من جزيء الهواء الذي بجانبه، وهذه الدفعات تُمرر الموجة الصوتية، والهواء قادر على دفع العديد من الموجات الصوتية في المرة الواحدة وليس موجة واحدة فقط، مما يعني أنه يمكن مزج موجات مختلفة وإرسالها عبر الهواء في نفس الوقت، وأثناء اهتزاز هذه الموجات يَصدُر منها ترددات مُتعددة تُقاس بالهيرتز على اسم مُكتشفها العالم الألماني هيرتز وكُلما اهتز الجسم أسرع كُلما زادت حدّة الصوت، أي بمعنى أخر ما يُنتج الصوت هو الطول الموجي وسعة الموجة، وهذه الموجة تُقاس وفق المسافة ما بين كل قمة وقمة أو قمة وقاع أو قاع وقمة، وكلما زادت سرعة الموجات الصوتية في نقطة معينة، كلما كان الطول الموجي أقصر وزاد التردد، ولاحظ العلماء أن انتقال جميع الأصوات والترددات يكون بنفس المعدل في نفس الوسط، ويُمكن لهذه الاهتزازات ضغط جزيئات الهواء معًا بقوة شديدة أو برفق شديد وفق قانون سَعَة الصوت، وكُلما دفعتَ جسمًا ما لجعله يهتزّ زادت الاهتزازات وزادت السّعَة، مع ملاحظة إمكانية أن يكون للموجات الصوتية التي لها نفس التردد، سَعات مختلفة.[٢]


ما هي مصادر الصوت؟

الصوت هو موجات ميكانيكية طولية يمكنها الانتقال عبر أي وسيط غير الفراغ، أي لا يوجد صوت في الفضاء الخارجي، ويأتي مصدر الصوت الرئيسي من اهتزاز المواد الصلبة وبالتمدد السريع أو الانضغاط؛ إذ يتدفق الهواء السلس ليُشكل دوامات بترددات مختلفة، وبهذه الوسيلة تتشكل الموجات الصوتية.[٣] ومن أهم مصادر الصوت من حولنا ما يلي:[٤]

  • الطبيعة: تُصدر الطبيعة طاقة منبعثة عند ارتطام الماء في الشاطئ على شكل أمواج، وتصدر الرياح والرعود والنيران والمد والجزر والكثير من المصادر الطبيعية أصواتًا منخفضة وعالية جدًا عند حدوثها.
  • الأشياء الحية: الإنسان والحيوانات والنباتات هي المصادر الرئيسية للصوت الذي يصدرمن أحبالهم الصوتية وأفواههم أو أجزاء أخرى من أجسادهم أو من الاهتزاز، أما عن الحبال الصوتية فتٌصدر الأصوات باهتزازها بسبب ضغط الهواء فيصدر الصوت، أما الحشرات فتُصدر أصواتها بفرك أرجلها أو أجنحتها أو أعضاء أخرى بسرعة لإحداث ضوضاء، وفي جميع هذه العمليات يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية في العضلات، ومن ثم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة صوتية بالضغط على أجزاء الجسم أو فركها.
  • الآلات الموسيقية والآلات الصناعية: الآلات الموسيقية هي الآلات الصوتية أو القرعية التي تعمل باصطدام جسم ما واهتزازه، كآلات البيانو والطبول والسيلوفون وهي من أشهر الآلات الإيقاعية، وتعمل هذه الآلات باهتزاز سلك أو مجموعة أسلاك فيها وبطرق مختلفة، ومع اهتزاز السلك فإن الموجات الموجودة في الهواء تهتز ونسمع الصوت، وتحوي هذه الأدوات على أدوات تضخيم للصوت، وتم ضبط عامود هواء فيها ليُحدث المزيد من الاهتزازات والصدى حتى نسمع الصوت بشكل أعلى وأوضح، أما الآلات الصناعية فتختلف قليلًا عن الآلات الموسيقية بأنها تتحرك أسرع وتحتك بشكل أكبر مُحدثة ضجيجًا وصوتًا أعلى.


قد يُهِمَُكَ: كيف ينتقل الصوت من مكان إلى آخر؟

الصوت مُكوِّن غير ملموس يتكون من موجات ميكانيكية تنتقل عبر وسط ما عن طرق الاهتزاز، والوسط يمكن أن يكون أي سلسلة من الجسيمات المترابطة والمتفاعلة، مما يعني أن الصوت ينتقل عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية، فمثلًا عند رن الجرس فإنه سيهتز، وعندما يهتز يدفع جزيئات الهواء، ومن ثم تندفع هذه الجزيئات بشكل مُضاد لجسيمات الهواء المجاورة الأخرى، مما تُسبب سحب جسيمات الهواء المجاورة، ومن هذا النمط ينتج موجة صوتية نسمعها عبر الوسيط الذي هو جزيئات الهواء، ولا يقتصر الصوت على الحركة في الهواء فمثلًا اطلب من شخص آخر النقر بإصبعه على الطرف الآخر من الطاولة التي أمامكما، ففي كل نقرة تُرسَل اهتزازات بين الطاولة وطبلة أذنك، وهذه الطريقة في النقل تُسمى الإرسال، إذ تتصادم جزيئات الطاولة مع جزيئات الهواء الموجودة بين أذنك والطاولة وتصطدم الجزيئات بطبلة الأذن وينتج من التصادم سلسلة من الاهتزازات في العديد من الهياكل داخل إذنك، وبعد دخولها في الأذن دماغك سيُفسر هذه الاهتزازات كأصوات.[٥]

المراجع

  1. ^ أ ب SHIKHA GOYAL (7/5/2018), "What are the characteristics of Sound Waves?", Jagran Josh, Retrieved 20/12/2020. Edited.
  2. ^ أ ب "What is Sound?", Sound Proofing Company, Retrieved 20/12/2020. Edited.
  3. "The Nature of Sound", Physics, Retrieved 20/12/2020. Edited.
  4. John Papiewski (28/4/2018), "Sources of Sound Energy", Sciencing, Retrieved 22/12/2020. Edited.
  5. JONATHAN STRICKLAND, "Can humans hear in space?", How Stuff Works, Retrieved 20/12/2020. Edited.