الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن الصوت في الفيزياء

بواسطة: نشر في: 1 نوفمبر، 2021
mosoah
بحث عن الصوت في الفيزياء

إليكم بحث عن الصوت في الفيزياء ، تتعدد العلوم التي تدرس جميع العناصر الموجودة في البيئة، ويُعد علم الفيزياء واحدًا من تلك العلوم والذي اختص بدراسة تركيب المادة وما يحدث بين عناصرها من تفاعلات، ويُطلق على الفيزياء أيضًا علم الحركة والطاقة، ويدرس هذا العلم الأجسام التي تتعرض لقوة ما، كما تدرس الطبيعة وقوى الجاذبية والقوى النووية وغيرها وذلك من أجل الوصول إلى تفسير يوضح تلك الظواهر ومن ثم تضع القوانين والنظريات لها، ومن أهم الظواهر التي درسها علم الفيزياء هو الصوت، فما هو تعريف الصوت؟ وما هي خصائصه؟ سنوضح إجابات تلك الأسئلة من خلال سطور هذا المقال على موسوعة.

بحث عن الصوت في الفيزياء

  • عرّف علم الفيزياء الصوت بأنه تردد آلي أو موجة ميكانيكية طولية تحتاج إلى أوساط مادية حتى تنتقل من خلالها.
  • وتوصف موجات الصوت الميكانيكية بالطولية إذا كان اتجاه انتشارها واتجاه اهتزازها واحد.
  • أما إذا كانت تلك الموجات تنتشر عاموديًا على اتجاه الاهتزاز؛ ففي تلك الحالة يُطلق عليها اسم موجات مستعرضة.
  • ويُعرف الصوت أيضًا بأنه كل ما تحمله الأوساط المادية من اهتزازات التي تنشأ والتي تصل إلى أذن الإنسان فتُدرك بحاسة السمع.
  • وبشكل عام ينشأ الصوت عن طريق جزيئات الوسط المادي التي تتصادم مع بعضها البعض، فتُمتص الطاقة من المصدر من قِبل الطاقة فتصبح قابلة للحركة وتغيير مكانها، فيحدث تصادم بينها وبين ذرة أخرى وهكذا، وبذلك تصبح تلك الموجات ميكانيكية.
  • وتؤثر حركة الوسط المادي الذي ينتقل من خلاله الصوت على سرعة الموجة الصوتية حسب اتجاه الحركة.
  • وعلى سبيل المثال تنخفض سرعة الموجة الصوتية في حال انتقال الصوت في اتجاه عكس الرياح، وتزداد سرعة تلك الموجة إذا كان اتجاه انتقال الصوت هو نفس اتجاه الرياح.
  • ويعود الفضل إلى ضرورة وجود وسط مادي لانتقال موجات الصوت من خلاله إلى العالم روبرت بويل.
  • وتتعدد مصادر الصوت ما بين الصادر من الاهتزاز الذي يحدث للمواد الصلبة، والانفجارات والانبعاثات الناتجة عن حدوث توسع أو ضغط كبير، بالإضافة إلى الترددات المختلفة التي تنشأ من تدفق الهواء حول المواد فتتكون الموجات الصوتية مثل صوت الصافرة.
  • وفيما يخص وحدة قياس شدة الصوت فهي الديسيبل، وهي من وحدات القياس النسبية، أي أنها تقارن بين ضغطين مختلفين أحدهما ضغطًا مرجعيًا، وهو ما جعل لتلك الوحدة قيم مختلفة في الماء والهواء، وذلك لأن الضغط المرجعي في الهواء يساوي 20 ميكرو باسكال، بينما يساوي هذا الضغط في الماء 1 ميكرو باسكال.
  • وما بين ارتفاع الصوت وشدته علاقة طردية؛ فكلما ازدادت شدة الصوت كلما زاد ارتفاعه، وعن الأصوات التي يمكن للإنسان سماعها فهي التي تتراوح شدتها ما بين صفر إلى 120 ديسيبل.
  • وعلى حسب خصائص الصوت يتم تصنيف الأصوات إلى موجات مسموعة يسمعها الإنسان ويتراوح ترددها ما بين أو 15 إلى 20000 هرتز، وكلما تقدم الإنسان في العمر كلما انخفض الحد الأعلى للتردد ليبلغ 12000 هيرتز.
  • وهناك موجات تحت سمعية لا يسمعها الإنسان لأن ترددها يقل عن 20 هرتز، ولكن تتمكن بعض الحيوانات من سماع تلك الموجات مثل أصوات حركة الأرض.
  • وهناك موجات فوق مسموعة لا يمكن للإنسان أن يسمعها؛ إذ ترددها يزيد عن 20000 هيرتز، وهي مثل اهتزازات القشرة الأرضية عند وقوع الزلازل والبراكين.

تعريف الموجات الصوتية

  • مما سبق يمكن تعريف الموجات الصوتية بأنها الذبذبات أو الموجات الناتجة عن مصدر ما وتحرك جزيئات الهواء التي تحيط بها بفضل طاقتها الحركية.
  • فتنتقل تلك الطاقة الحركية من الموجات الصوتية إلى ما يحيط بها من جزيئات، وبالتالي تنتقل تلك الموجات من مكان إلى آخر.
  • ويمكن أن يكون الوسط الذي تنتقل من خلاله تلك الموجات الهواء أو الماء.
  • وكما سبق وأن ذكرنا؛ فالموجات الصوتية تنقسم إلى موجات طولية وموجات مستعرضة، وتنقسم من حيث ترددها إلى موجات سمعية وموجات فوق سمعية وموجات تحت سمعية.

خصائص الصوت في الفيزياء

وعن خصائص الصوت في الفيزياء فهي تتمثل فيما يلي:

طول الموجة

  • والمقصود بطول الموجة هي المسافة التي يقطعها الصوت في دورة واحدة، أي المسافة التي تربط بين نقطتين متماثلتين من موجتين متتابعتين.
  • ولقد تمت الإشارة بين علاقة الطول الموجي وسرعة الصوت والتردد من خلال المعادلة التالية: الطول الموجي= سرعة الصوت/التردد.
  • وهذا يعني أنه إذا كان للصوت تردد منخفض فسيكون الطول الموجي لها طويل، وإذا كان للصوت تردد مرتفع فسيكون الطول الموجي لها قصير.

حجم الصوت

  • هناك ارتباطًا مباشرًا بين حجم وكثافة الصوت، فحجم الصوت يزداد بازدياد كثافته، فضلًا عن الارتباط بين حجم الصوت والتردد.
  • وأقل كثافة للصوت تصل إلى صفر ديسيبل في حدود سمع الإنسان، ومن ثم فإذا زادت الترددات أو قلت عن هذا النطاق فستزيد كثافة الصوت المسموع ويصبح مرتفعًا للغاية، أو ستقل كثافة هذا الصوت ويصبح منخفضًا للغاية.

كثافة الصوت

  • تُعرف كثافة الصوت بأنها الطاقة اللازمة حتى تنتقل الطاقة الصوتية من مصدر الصوت حتى الأذن، ولذلك يتم استخدام مكبرات الصوت في الأماكن البعيدة لأنها تزيد من كثافة اهتزازات الصوت والتي تصل إلى تلك الأماكن.
  • وبالتالي فكلما زادت المسافة ما بين مصدر الصوت إلى الأذن كلما قلت كثافة الصوت.

سرعة الصوت

  • هناك علاقة بين سرعة انتقال الصوت وبين الوسط الذي يتم انتقال الصوت عن طريقه، فبزيادة مرونة هذا الوسط وقلة كثافته تزداد السرعة التي ينتقل بها الصوت.
  • ولذلك نجد أنه في المواد الصلبة ينتقل فيها الصوت بسرعة أكبر من المواد السائلة.
  • كما ينتقل الصوت أسرع في المواد السائلة مقارنة بسرعة انتقاله في المواد الغازية.
  • بالإضافة إلى العلاقة التي تربط ما بين سرعة الصوت بدرجة الحرارة؛ فكلما ازدادت درجة الحرارة كلما ازدادت سرعة انتقال الصوت، حيث تؤثر درجة الحرارة على كثافة الصوت، وهذا ما يحدث في الغازات والسوائل.

سعة الموجة الصوتية

  • وهي الإشارة التي تنتج من مصدر الصوت، ويتم تمثيلها على المنحنى البياني بطول الموجة المرتفعة.
  • وتزداد سعة الموجة الصوتية بازدياد ارتفاع طول الموجة ومن ثم يرتفع الصوت.

درجة الصوت

  • يُطلق هذا المصطلح على المسافة التي تستطيع من خلالها الأذن سماع الصوت من مصدره.

جودة الصوت

  • أي مدى وضوح ونقاوة درجة الصوت عندما تصل غلى الأذن.

تداخل الصوت

  • أي الاندماج الذي يحدث بين موجتين صوتيتين لهما نفس السعة والتردد؛ فتزداد حدة الصوت.

انعكاس الصوت

  • أي الصوت الذي يرتد مرة أخرى عند مقابلته سطحًا عاكسًا، ويُطلق على تلك الظاهرة اسم صدى الصوت.

أهمية الصوت

  • يُعد الصوت هو الوسيلة الأولى للتحاور والتواصل بين الناس.
  • تلعب نبرة الصوت دورًا هامًا في توصيل ما يرغب الإنسان في التعبير عنه ما بين غضب أو خوف أو امتنان وغير ذلك.
  • يكشف الصوت عما يشعر به الإنسان ويعبر عن ميوله واتجاهاته ويصف حالته المزاجية.
  • من خلال الصوت يمكن للإنسان أن يقنع من يتحدث إليه بما يريد.
  • تعبر شدة الصوت وطبقته وسرعته عن موقف المتحدث ومكانه وزمانه وعن حالته النفسية.

 

وإلى هنا نكون قد وصلنا إلى ختام مقالنا والذي عرضنا من خلاله بحث عن الصوت في الفيزياء، تناولنا فيه تعريف الصوت والموجات الصوتية وخصائص الصوت في الفيزياء وأهميته، تابعوا المزيد من المقالات على الموسوعة العربية الشاملة.

للمزيد يمكن الإطلاع على

المراجع