يعتبر الصوت وسيلة التواصل الأساسية بين أغلب الكائنات الحية وخاصةً الإنسان، حيث يساعد الكائنات الحية على التواصل واكتشاف بعض المخاطر أو الكوارث قبل حدوثها مما يمكنها من النجاة في الوقت المناسب. ولا تقتصر أهمية الصوت عند هذا الحد، بل أصبح بالإمكان استخدام أنماطٍ معينةٍ من الموجات الصوتية في الكثير من المجالات وأشهرها في المجال الطبي بالاستفادة من مختلف خصائص الصوت .1

ويمكننا تعريف الصوت بأنه مجموعةٌ متتاليةٌ من الموجات الميكانيكية التي تنتقل عبر الوسط المادي سواءً كان هذا الوسط صلبًا أو سائلًا أو غازيًا حتى يصل إلى طبلة الأذن، فتسبب اهتزازها لتتحول تلك الاهتزازات إلى إشاراتٍ كهربائيةٍ يستطيع المخ التعرف عليها وترجمتها.2

خصائص الصوت

خصائص الصوت
  • سرعة الصوت: تتغير سرعة الصوت بتغير الوسط المادي حيث يختلف انتقال موجات الصوت من وسطٍ إلى آخر، فكلما تقاربت جزيئات المادة من بعضها البعض كما في الجمادات زاد انتقال الاهتزازات الصوتية وبذلك نستنتج أن سرعة الصوت في السوائل أقل من الجمادات وكذلك سرعة الصوت في الغازات أقل من السوائل.
  • تردد الصوت: تتغير نبرة الصوت بتغير التردد فكلما ازداد تردد الصوت تزايدت حدة النبرة فهي تزداد مع ازدياد الكثافة الصوتية إذ أن العلاقة طردية بين النبرة والكثافة، حيث أنها تزداد بازديادها وتنقص بنقصانها.
  • سعة الموجة الصوتية: تعبر عن قوة الإشارة الناتجة عن المصدر الصوتي وتمثل على المنحنى البياني بارتفاع طول الموجة، فكلما ازداد الارتفاع زادت سعة الموجة وبالتالي ارتفع الصوت.
  • كثافة الصوت: وهي من خصائص الصوت التي تُمثل بكمية الطاقة اللازمة لنقل الموجات الصوتية من مصدر الصوت إلى الأذن، حيث يعمل مكبر الصوت على زيادة كثافة اهتزازات الصوت كي يصل إلى أماكن بعيدةٍ.
  • انعكاس الصوت: يعبر أيضًا عن ارتداد الصوت مرةً أخرى عندما يقابل سطحًا عاكسًا وتعرف هذه الظاهرة بـ “صدى الصوت”.
  • الطول الموجي: هو المسافة بين أي نقطتين متماثلتين من موجتين متتابعتين، مثل المسافة بين قمتين. ويتناسب الطول الموجي عكسيًا مع التردد.
  • جودة الصوت: هي المقياس الذي يصف درجة الصوت ووضوحه ونقاوته عند وصوله للمستمع.
  • درجة الصوت: المسافة اللازمة التي تمكن الشخص من سماع الصوت الصادر من المصدر الصوتي.
  • تداخل الصوت: وهو اندماج موجتين صوتيتين متماثلتين في التردد والسعة مما يسبب زيادةً في حدة الصوت.

تصنيف الأصوات

تقسم الأصوات إلى العديد من التصنيفات بالاعتماد على خصائص الصوت ويصنفها علماء الفيزياء إلى ثلاثة أنواع:

  • الموجات المسموعة: وهي الموجات التي يستطيع بها الإنسان سماعها ويبلغ ترددها ما بين 20 أو 15 إلى 20000 هرتز، وينخفض الحد الأعلى للتردد مع التقدم في العمر ليصل إلى 12000 هيرتز.
  • موجات تحت سمعية: وهي الموجات التي يقل ترددها عن 20 هرتز كأصوات حركة الأرض وانزلاق طبقاتها وعلى الرغم من أن الإنسان لا يمكنه سماع هذه الترددات، إلا أن هناك بعض أنواع الحيوانات التي تستطيع سماعها.
  • الموجات فوق المسموعة: أي الموجات التي يزيد ترددها عن 20000 هيرتز ولا يستطيع الإنسان سماعها. 3

مصادر الصوت

هناك العديد من المصادر الصوتية ومنها:

  • اهتزاز المواد الصلبة.
  • الضغط أو التوسع السريع مثل الانبعاثات والانفجارات.
  • انتشار الهواء حول المواد والذي يسبب العديد من الاهتزازات الصوتية وبالتالي تشكيل موجاتٍ صوتيةٍ، مثل صوت الصافرة أو الناي أو البوق.

انتقال الصوت

ينتشر الصوت بواسطة الموجات الصوتية التي تنتقل في الفراغ من خلال طاقة النقل التي تهدف إلى المساعدة في انتشاره، ويوجد نوعان مختلفان للموجات الصوتية أحدهما الموجات الطولية التي هي عبارةٌ عن ذبذبات الجسيمات في نفس اتجاه نقل الطاقة، وبالتالي ينتشر الصوت في اتجاه حركة الجسيمات. وتعتبر الموجات الطولية من أبسط أشكال الموجات وتتم بصورةٍ عامةٍ في الغازات والسوائل، والنوع الآخر هو الموجات العرضية التي تنتشر في الوسط الصلب على هيئة موجاتٍ متتاليةٍ، وهي متعامدةٌ مع جهة انتقال الصوت.4

تأثير حركة الوسط المادي على خصائص الصوت

في حال كان الوسط الذي ينتقل فيه الصوت متحركًا فإنه يمكن للحركة أن تزيد أو تقلل من سرعة الموجة الصوتية وفقًا لاتجاه الحركة. على سبيل المثال، تزداد سرعة انتقال الصوت إذا انتقل الصوت بنفس الاتجاه الذي تنتقل فيه الرياح أما إذا انتقل الصوت باتجاهٍ معاكسٍ لاتجاه الرياح ستنخفض سرعة الموجة الصوتية.

المراجع

  • 1 ، Sound ، من موقع: science.howstuffworks.com، اطّلع عليه بتاريخ 15-8-2019
  • 2 ، Sound ، من موقع: www.britannica.com، اطّلع عليه بتاريخ 15-8-2019
  • 3 ، The Nature Of Sound ، من موقع: physics.info، اطّلع عليه بتاريخ 15-8-2019
  • 4 ، The speed of sound in air ، من موقع: www.le.ac.uk، اطّلع عليه بتاريخ 15-8-2019