الامارات 7 - مفهوم الصوت وماهيته
يعرف الصوت فيزيائيًا بأنه اضطراب ميكانيكي ينشأ عن حالة توازن، وينتشر عبر وسط مادة مرنة. لكن هذا التعريف يقتصر على الأصوات التي يمكن للأذن البشرية سماعها، بينما توجد أصوات أخرى لا يسمعها الإنسان، مثل أصوات صفارات الكلاب وأجهزة السونار.
يبدأ علم الأصوات عادة بدراسة الموجات الصوتية وخصائصها، حيث تتكون هذه الموجات من اهتزازات أو اضطرابات. على سبيل المثال، تنتج موجات صوت الإنسان عن اهتزاز الأوتار الصوتية في الحلق، وعندما يخرج الهواء من الفم، يتشكل الصوت الذي نسمعه ونفهمه.
أنواع الموجات الصوتية
تنقسم الموجات الصوتية إلى نوعين رئيسيين: الموجات المستعرضة والموجات الطولية، وذلك بناءً على طريقة انتشارها عبر المواد.
الموجات المستعرضة: تشبه الموجة الناتجة عن اهتزاز حبل ممتد، حيث يتحرك الطرف الحر صعودًا وهبوطًا، مما يخلق حركة عمودية على اتجاه انتشار الموجة. تُنتج العديد من الموجات المستعرضة بواسطة مصادر كهرومغناطيسية مثل الراديو والضوء، حيث تتأرجح المجالات الكهربائية والمغناطيسية بشكل متعامد مع اتجاه انتشار الموجة.
الموجات الطولية: تنتشر الصوتيات عبر الهواء وغيرها من الوسائط كموجات طولية، حيث يحدث الاضطراب الميكانيكي بنفس اتجاه انتشارها. يمكن إنشاء هذه الموجات عن طريق ضغط زنبرك من طرفيه ثم إطلاق أحدهما، مما يؤدي إلى انتقال الموجات الطولية عبر الزنبرك.
تتحرك الجسيمات المهتزة كجزء من الموجة الصوتية صعودًا وهبوطًا على طول محور انتقال الموجة، مما يخلق مناطق كثافة مرتفعة تليها مناطق ذات كثافة أقل. تتكون الموجة الطولية من قمم وقيعان، حيث يمثل الضغط المرتفع القمة والضغط المنخفض القاع. الفترة الزمنية بين قمتي الموجتين تحدد الفترة الزمنية للموجة الصوتية، بينما يحدد تردد الموجة (عدد الموجات المتكونة في فترة زمنية معينة) نغمة الصوت الناتج.
خصائص الصوت
يمتلك الصوت عدة خصائص ترتبط بموجاته، منها:
التردد: يرتبط تردد الصوت بالنغمة المسموعة؛ فالموجات الصوتية عالية التردد تنتج نغمات عالية، بينما الموجات المنخفضة التردد تكون ذات نغمة منخفضة.
السعة: تتعلق سعة الموجة الصوتية بحجم الصوت؛ فالموجات الهادئة تمتاز بسعة منخفضة، بينما الموجات العالية أو الصاخبة تمتاز بسعة مرتفعة.
يمكن للإنسان سماع ترددات معينة تحفز القوقعة السمعية، حيث يتراوح نطاق السمع البشري الطبيعي بين 20 إلى 20,000 هيرتز، والهيرتز هو وحدة قياس الصوت.
يعرف الصوت فيزيائيًا بأنه اضطراب ميكانيكي ينشأ عن حالة توازن، وينتشر عبر وسط مادة مرنة. لكن هذا التعريف يقتصر على الأصوات التي يمكن للأذن البشرية سماعها، بينما توجد أصوات أخرى لا يسمعها الإنسان، مثل أصوات صفارات الكلاب وأجهزة السونار.
يبدأ علم الأصوات عادة بدراسة الموجات الصوتية وخصائصها، حيث تتكون هذه الموجات من اهتزازات أو اضطرابات. على سبيل المثال، تنتج موجات صوت الإنسان عن اهتزاز الأوتار الصوتية في الحلق، وعندما يخرج الهواء من الفم، يتشكل الصوت الذي نسمعه ونفهمه.
أنواع الموجات الصوتية
تنقسم الموجات الصوتية إلى نوعين رئيسيين: الموجات المستعرضة والموجات الطولية، وذلك بناءً على طريقة انتشارها عبر المواد.
الموجات المستعرضة: تشبه الموجة الناتجة عن اهتزاز حبل ممتد، حيث يتحرك الطرف الحر صعودًا وهبوطًا، مما يخلق حركة عمودية على اتجاه انتشار الموجة. تُنتج العديد من الموجات المستعرضة بواسطة مصادر كهرومغناطيسية مثل الراديو والضوء، حيث تتأرجح المجالات الكهربائية والمغناطيسية بشكل متعامد مع اتجاه انتشار الموجة.
الموجات الطولية: تنتشر الصوتيات عبر الهواء وغيرها من الوسائط كموجات طولية، حيث يحدث الاضطراب الميكانيكي بنفس اتجاه انتشارها. يمكن إنشاء هذه الموجات عن طريق ضغط زنبرك من طرفيه ثم إطلاق أحدهما، مما يؤدي إلى انتقال الموجات الطولية عبر الزنبرك.
تتحرك الجسيمات المهتزة كجزء من الموجة الصوتية صعودًا وهبوطًا على طول محور انتقال الموجة، مما يخلق مناطق كثافة مرتفعة تليها مناطق ذات كثافة أقل. تتكون الموجة الطولية من قمم وقيعان، حيث يمثل الضغط المرتفع القمة والضغط المنخفض القاع. الفترة الزمنية بين قمتي الموجتين تحدد الفترة الزمنية للموجة الصوتية، بينما يحدد تردد الموجة (عدد الموجات المتكونة في فترة زمنية معينة) نغمة الصوت الناتج.
خصائص الصوت
يمتلك الصوت عدة خصائص ترتبط بموجاته، منها:
التردد: يرتبط تردد الصوت بالنغمة المسموعة؛ فالموجات الصوتية عالية التردد تنتج نغمات عالية، بينما الموجات المنخفضة التردد تكون ذات نغمة منخفضة.
السعة: تتعلق سعة الموجة الصوتية بحجم الصوت؛ فالموجات الهادئة تمتاز بسعة منخفضة، بينما الموجات العالية أو الصاخبة تمتاز بسعة مرتفعة.
يمكن للإنسان سماع ترددات معينة تحفز القوقعة السمعية، حيث يتراوح نطاق السمع البشري الطبيعي بين 20 إلى 20,000 هيرتز، والهيرتز هو وحدة قياس الصوت.