الصوت عبارة عن موجة تحدث اضطراب وتخلخل في الهواء وهي قادرة على التحرك حتى ضمن الأجسام كثيفة المختلفة سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية، بالنسبة لأغلب الكائنات الحية فهي تلتقط الأصوات وسماعها من خلال الأذن، تختلف الأصوات فيما بينها بنوعها وطول موجاتها، هناك العديد من العوامل التي تؤثر بالصوت منها كثافة المادة التي ينتشر من خلالها، إضافة لحرارة المواد ومقدار لزوجتها، بالإضافة إلى ماهيتها فقد تكون سائلة أو غازية أو صلبة.

بالنسبة للإنسان لديه القدرة على سماع الأصوات التي تتراوح قوتها بين 20 هرتز كحد أدنى حتى 20000 هرتز كحد أقصى، فالترددات تحت 20 هرتز تدعى تحت الصوتية أما الترددات فوق 20000 هرتز تسمى فوق الصوتية، وسرعة الصوت هي السرعة التي تنتقل بها الموجات الصوتية وتختلف وفقًا للوسط الذي تمر به، بالنسبة لسرعة الصوت في الوسط الهوائي تصل إلى 332 متر في الثانية، تقاس شدة الصوت بوحدة تسمى الديسبل، أما تردداته وقوته فتقاس بوحدة الهرتز.

للصوت ميزات ومنها أن:

  • الموجات الصوتية تنتقل بشكل أسرع وأكثر فاعلية في السوائل، وبفاعلية أكثر في المواد الصلبة مقارنةً بالهواء، وذلك بسبب أنه كلما تقاربت جزيئات المادة مع بعضها البعض ساعد ذلك بزيادة انتقال الاهتزازات الصوتية.
  • سعة الموجة الصوتية: تقاس سعة الموجة الصوتية من خلال خط منحنى بياني يمثل طول الموجة، فكلما ازداد ارتفاع سعة الموجة كان دليلًا على ارتفاع الصوت.
  • صدى الصوت: وهو ارتداد الصوت من سطح ما بحيث يمثل هذا السطح عاكسًا يقوم بعكس الموجات الصوتية وتوزيعها في الأرجاء،
  • تردد الصوت: أو نبرة الصوت فكلما ازداد تردد الصوت تزداد حدة النبرة، فهي تزداد مع زيادة الكثافة الصوتية، والعلاقة طردية بين النبرة والكثافة، تزداد الكثافة بازدياد النبرة.
  • كثافة الصوت: وهي كمية الطاقة اللازمة التي تنقل الموجات الصوتية من المصدر للأذن، وهناك أجهزة على زيادة كثافة اهتزازات الصوت ليصل لأماكن أبعد، تسمى هذه الأجهزة بمكبرات الصوت.
  • درجة الصوت: وهي عبارة عن المسافة للازمة لشخص ما لسماع صوت ما من مصدر ما.
  • تداخل الصوت: عبارة عن اندماج موجتين صوتيتين متماثلتين بالسعة والتردد، يساعد ذلك على زيادة حدة الصوت.
  • طول الموجة: وهي المسافة بين نقطتين متماثلتين لموجتين متتابعتين ويتناسب طول الموجة عكسًا مع التردد.
  • جودة الصوت: وهي المقياس لدرجة الصوت ووضوحه وصفائه ونقاوته عند وصوله للمستمع.

تحسب سرعة الصوت حسب الوسط الذي تنتقل ضمنه الموجات الصوتية وبالتالي تحدد السرعة بحسب الكثافة وقابلية الانضغاط، بالعلاقة التالية:

حيث أن:

C معامل الصلابة

P الكثافة

أي أن سرعة الصوت تزداد بازدياد معامل الصلابة وتقل مع زيادة الكثافة، نستطيع تعميم المعادة باستخدام الميكانيكا الكلاسيكية:

أما الصيغة التطبيقية لسرعة الصوت في الهواء الجاف:

وسرعة الصوت في الغاز المثالي والهواء:

معامل اديباتيّ يمثّل نسبة السّعة الحرارية للغاز عِند ثبوت الحجم.

P الضغط

P الكثافة

سرعة الصوت في الأجسام الصلبة:

سرعة الصوت في السوائل:

K : معامل انضغاطِ السائل ويُدعى بلك موديولس.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي سرعة الصوت وكيف تقاس؟"؟