صوت: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
JarBot (نقاش | مساهمات)
بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V3.3
JarBot (نقاش | مساهمات)
ط بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V4.2 (تجريبي)
سطر 3:
[[ملف:FA-18 Hornet breaking sound barrier (7 July 1999) - filtered.jpg|تصغير|طائرة تخرق [[جدار الصوت]]. ينتشر الصوت في وسط مادي [[حالة صلبة|صلب]] أو [[سائل]] أو [[غاز]].]]
'''الصوت''' هو تردد آلي،<ref>{{مرجع ويب
| urlمسار = http://dictionary.torjoman.com/search/1-1/%D8%B5%D9%88%D8%AA
| titleعنوان = ترجمة و معنى كلمة صوت - قاموس المصطلحات - العربية
| websiteموقع = dictionary.torjoman.com
| languageلغة = en
| accessdateتاريخ الوصول = 2019-01-26
}}</ref> أو [[موجة]] قادرة على التحرك في وسط مادي مثل [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]]، [[صلب (توضيح)|والأجسام الصلبة]]، [[سائل|السوائل]]، و[[غاز|الغازات]]، ولا تنتشر في الفراغ (إذا وضعنا جرسا في ناقوس زجاجي وفرغنا الناقوس من الهواء، فإننا لا نسمع صوت الجرس عندما يدق بسبب عدم انتقال هزات (صوت) الجرس في الفراغ).<ref>{{cite journal |الأخير1=Krumbholz |الأول1=K. |الأخير2=Patterson |الأول2=R. |الأخير3=Seither-Preisler |الأول3=A. |الأخير4=Lammertmann |الأول4=C. |الأخير5=Lütkenhöner |الأول5=B. |السنة=2003 |العنوان=Neuromagnetic evidence for a pitch processing center in Heschl's gyrus |المسار= |journal=Cerebral Cortex |volume=13 |issue=7 |الصفحات=765–772 |doi=10.1093/cercor/13.7.765}}</ref><ref>{{cite journal |العنوان=The American Heritage Dictionary of the English Language |الإصدار=Fourth |الناشر=Houghton Mifflin Company |التاريخ=2000 |المسار=http://www.bartleby.com/61/65/S0576500.html |مسار الأرشيف=https://web.archive.org/web/20080625012016/http://www.bartleby.com/61/65/S0576500.html |تاريخ الأرشيف=June 25, 2008 |تاريخ الوصول=May 20, 2010}}</ref><ref>{{مرجع ويب |المسارمسار=http://pages.jh.edu/~virtlab/ray/acoustic.htm |العنوانعنوان=The Propagation of sound |تاريخ الوصول=26 June 2015| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20181003103355/http://pages.jh.edu:80/~virtlab/ray/acoustic.htm | تاريخ الأرشيفأرشيف = 3 أكتوبر 2018 }}</ref> وباستطاعة الكائن الحي تحسس الصوت عن طريق عضو خاص يسمى [[أذن|الأذن]]. ومصادر الصوت في الطبيعة كثيرة، كانفجارات البراكين وأصوات الرعد؛ ويصدر من حركة الأجسام، كحركة السيارات والطائرات. من منظور علم [[علم الأحياء|الأحياء]] الصوت هو إشارة تحتوي على [[نغمة (توضيح)|نغمة]] أو عدة نغمات تصدر من الكائن الحي الذي يملك العضو الباعث للصوت، تستعمل كوسيلة اتصال بينه وبين كائن آخر من جنسه أو من [[جنس (توضيح)|جنس]] آخر، يعبر من خلالها عما يريد قوله أو فعله بوعي أو بغير وعي مسبق، ويسمى الأحساس الذي تسببه تلك الذبذبات [[حاسة|بحاسة]] [[سمع|السمع]].
 
ويعد الصوت أساس الكثير من الخبرات التي يكتسبها الإنسان. وقد كان الإنسان في الماضي لا يعتمد على الأصوات التي يصدرها من حنجرته فحسب، وإنما أيضا على أصوات الطبول والأدوات التي تحدث الجلجلة والخشخشة وأيضا بالمزامير.
 
وتقدر [[سرعة الصوت]] في وسط هوائي عادي ب 343 متر في الثانية أو 1224 [[كيلومتر في الساعة]]. تتعلق سرعة الصوت بـ [[صلابة (توضيح)|صلابة]] و[[كثافة]] المادة التي يتحرك فيها الصوت وكذلك تعتمد على [[درجة الحرارةحرارة|درجة حرارته]].
* الصوت هو اهتزاز ميكانيكي للوسط، الموجة الصوتية هي إحدى أشكال الصوت (نماذج الانتشار) التي يتميز بها الصوت، وكمثال على نماذج أخرى: التيارات الصوتية والتدفق الصوتي.<ref>{{مرجع ويب|الأخير=Acoustical Society of America|العنوانعنوان=PACS 2010 Regular Edition—Acoustics Appendix|المسارمسار=http://www.aip.org/pacs/pacs2010/individuals/pacs2010_regular_edition/reg_acoustics_appendix.htm|تاريخ الوصول=22 May 2013| مسار الأرشيفأرشيف = httphttps://web.archive.org/web/20141023215718/http://www.aip.org/pacs/pacs2010/individuals/pacs2010_regular_edition/reg_acoustics_appendix.htm | تاريخ الأرشيفأرشيف = 23 أكتوبر 2014 | وصلة مكسورة = yes }}</ref>
* هنالك عوامل أخرى تؤثر على انتشار الصوت وسرعته كطبيعة المادة (اللزوجة، والكثافة، ودرجة الحرارة، وتأثر الوسط بمجال مغناطيسي). فالصوت ينتقل في الهواء والماء والغازات والسوائل وفي قضيب الحديد أو النحاس أو حتى عبر الحوائط والجدران.
* يستطيع الإنسان سماع الصوت عند [[تردد|ترددات]] بين نحو 20 [[هرتز|هيرتز]] (إي 20 اهتزازة في الثانية) و20 كيلو هيرتز (أي 20 ألف اهتزازة في الثانية). الصوت ذو تردد أعلى من 20.000 هيرتز يسمى تردد فوق صوتي وأما الصوت في ترددات أقل من 20 هيرتز فهي ترددات تحت صوتية، وتختلف نطاقات سماع الحيوانات عن نطاقات سماع الإنسان.
 
[[ملف:Sine waves different frequencies.svg|تصغير|يسار|350px | عدد من [[موجة جيبية|موجات جيبية]] ذات [[تردد]]ات مختلفة؛ الموجات السفلى لها تردد أعلى من الموجات العليا في الشكل. المحور]]
 
== التعريف الفيزيائي ==
[[File:23. Звучни вилушки.ogv|thumb|left|300px|<small> تجربة تستخدم شوكتين رنانتين لهما رنين بنفس [[تردد|التردد]] عندما نطرق أحدهما بمطرقة خشبية أو من لمطاط، نجد أن الشوكة الثانية تهتز كالأولى بنفس التردد ويحدث رنين بينهما. ذلك أن اهتزاز الهواء الناشيء من اهتزاز الشوكة الأولى يجعل الشوكة الثانية تهتز أيضا حيث أن الشوكتين لهما نفس التردد.</small>]]
 
من وجهة نظر الفيزياء فالصوت هو [[موجة]]. وتنتشر الموجة في السوائل والغازات ك [[موجة طولية]] وهي كذلك أيضا في [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]]؛ أي ينتشر الصوت مثلا في الهواء بطريقة يتردد فيها ضغط الهواء بطريقة دورية بمعنى منطقة هواء مضغوط يتلوه منطقة هواء مخلخل ويتلوه منطقة هواء مضغوط وهكذا. فيكون تغير الموجة في نفس اتجاه انتشار الصوت. أما في المواد الصلبة فينتشر الصوت في موجات عرضية (أي تكون موجاته عمودية على اتجاه انتشار الصوت). وتحرك موجات الصوت جزيئات الوسط (غالبًا الهواء) حول حالة وسطية بين الزيادة والنقصان (منطقة هواء مضغوط تتبعه منطقة هواء مخلخل تتبعه منطقة هواء مضغوط وتتبعه منطقة هواء مخلخل، وهكذا) وتنتشر في الهواء بسرعة خاصة، ويرمز لسرعة الصوت ''c''. ولكي تنتقل موجات [[صوت|الصوت]] فهي تحتاج إلى وسط تنتشر فيه، مثل الهواء أو الماء أو السوائل أو في وسط مادة صلبة، مثل قضيب من النحاس أو حديد، كذلك نسمع الصوت عبر الحائط؛ ولا ينتشر الصوت في الفراغ.
 
وتعتمد سرعة الصوت على الوسط الذي ينقلها. وتبلغ سرعة الصوت في الهواء 343 [[متر في الثانية]] عند درجة حرارة 20 [[درجة حرارة مئوية|درجة مئوية]] و 1407 متر /ثانية في الماء عند درجة الصفر المئوي.
 
يمكن حساب [[طول الموجة]] الصوتية <math>\lambda</math> من [[تردد]] الموجة ''f'' وسرعة الصوت c بواسطة المعادلة:
سطر 33:
 
وفي العادة تكون اختلافات في الضغط أو في الكثافة سببا في تغير سرعتها. ويتضح هذا عندما نتصور مستوى لضغط الصوت يقدر ب 130&nbsp;dB[[ديسيبل]]. وهذ يبلغ درجة تألم أذن الإنسان، ويمثل به الضغط الجوي العادي:
يبلغ الضغط الجوي للهواء الساكن 101325 [[باسكال (توضيح)|باسكال]]، في حين أن مستوي ضغط صوت قدره 130&nbsp;dB له قيمة فعلية لضغط الصوت ''p'' تبلغ 63 باسكال فقط.
 
== خصائص الموجات الصوتية ==
سطر 67:
== سرعة الصوت ==
{{مفصلة|سرعة الصوت}}
تختلف سرعة الصوت حسب نوع الوسط الذي تنتشر فيه الموجات الصوتية و[[درجة حرارة|درجة الحرارة]] فتكون أعلى في المواد الصلبة وأقل في السوائل وأقل بكثير في الغازات. وبالنسبة لانتشار الصوت في الهواء فيعتمد على الضغط، أي أن سرعة الصوت تقل بالارتفاع عن سطح [[الأرض]].
 
وسرعة الموجات الصوتية في الموائع تعطى بالمعادلة
سطر 73:
<math> v = \sqrt{\frac{E}{d}} </math>
 
وسرعة الصوت في الهواء عند درجة الصفر المئوي هي 331.1 م/ث وتزداد هذه السرعة بارتفاع درجة الحرارة.تقدر سرعة الصوت في الماء بـ 1450 م/ث عند الدرجة القياسية (15 درجة مئوية).وتتراوح هذه السرعة في المواد الصلبة بين 3000 و6000 متر/ثانية فهي مثلا 5100 م/ث [[الحديدحديد|للحديد]] و[[ألومنيوم|الألمنيوم]] و 3560 م/ث [[النحاسنحاس|للنحاس]] وتبلغ 5200 [[متر في الثانية]] في [[أبو إسحاق الزجاج|الزجاج]].
 
== مستوى ضغط الصوت ==
ضغط الصوت هو الفرق - بالنسبة إلى وسط معين - بين متوسط الضغط الموضعي والضغط في موجة الصوت. يؤخذ متوسط مربع هذا الفرق ([[مطال]] )، ثم يحسب منه الجذر التربيعي فينتج [[جذر متوسط المربعمربع|جذر متوسط التربيعات]].
 
وعلى سبيل المثال، 1 [[باسكال (توضيح)|باسكال]] متوسط جذر التربيع لضغط الصوت (94 [[ديسيبل]]) في الجو معناه أن الضغط الفعلي في موجة الصوت تهتز بين (1 ضغط جوي <math>-\sqrt{2}</math> باسكال) و(1 ضغط جوي <math>+\sqrt{2}</math> باسكال)، أي بين 101323.6 و 101326.4 [[باسكال (توضيح)|باسكال]]. مثل هذا الفرق الطفيف في الضغط الجوي عند تردد صوتي يؤثر على الأذن كصوت ضوضائي يصم وقد يتسبب في إفساد السمع كما يرى من الجدول أدناه.
 
و تستطيع الأذن البشرية سماع الصوت في نطاق واسع من [[مطال|المطالات]]، وغالبًا ما يقاس ضغط الصوت بواسطة مستوي لوغاريتمي للقياس decibel [[ديسيبل]]. ويعرف مستوى ضغط الصوت ورمزه ''L''<sub>p</sub> بالمعادلة:
سطر 88:
حيث:
 
: ''p'' [[جذر متوسط المربعمربع|جذر متوسط التربيعات]] لضغط الصوت،
 
:و <math>p_\mathrm{ref}</math> ضغط الصوت العياري.
 
وتعرف ضغوط الصوت العيارية عادة طبقا للنظام العياري الوطني الأمريكي ANSI S1.1-1994
من 20 [[ميكرو]] [[باسكال (توضيح)|باسكال]] في الهواء و1 ميكرو باسكال µPa في الماء. وبدون ذكر النظام العياري لضغط الصوت فلا تعبر قيمة بالديسيبل عن مستوى ضغط الصوت.
 
ونظرا لأن الأذن البشرية ليس لها استشعار مستوى لترددات الصوت فإن ضغط الصوت عادة ما يوازن بالتردد بحيث يطابق المستوى المقاس عمليا مستوى السمع بالتقريب.
سطر 131:
 
== تصنيف الصوت تبعا للتردد ==
بحسب [[تردد|التردد]] يصنف الصوت إلى الأنواع:
* '''تحت الصوتية'''، وهي أقل من 16 [[هرتز]] وهي غير مسموعة للأذن البشرية حيث التردد منخفض جدا،
* '''نطاق السمع'''، وهو يمتد من 16 هرتز إلى نحو 20.000 هرتز، وهي أصوات مسموعة للبشر،
* '''فوق صوتية'''، بين 20.000 هرتز إلى 6 و 1 [[سوابق SIالنظام الدولي للوحدات|جيجا]] [[هرتز]] (6و1 مليار ذبذبة في الثانية)، وهي غير مسموعة للبشر، حيث ترددها عالي.
* ''' صوتية فائقة'''، موجات صوتية ترددها أكبر من 1 مليار هرتز (1 مليار ذبذبة/ثانية)، وهذه قد لا تنتشر.
 
== من خصائص ''الأمواج الصوتية:'' ==
تتألف الموجة الصوتية أو الأمواج الصوتية في أي وسط من حركة اهتزازية [[حركة اهتزازيةتوافقية بسيطة|حركة اهتزازية]] سريعة [[جزيئاتجزيء|للجزيئات]] التي تألف الوسط. فحركة إحدى جزيئات الوسط تؤدي إلى اضطراب الجزيئات المجاورة، وهذه بدورها تقوم بنفس العمل، وهكذا دواليك، بحيث أن موجة من الاضطراب تعبر الوسط ابتداء من نقطة الحركة الأولى. وعندما تهتز الشوكة الرنانة في الهواء، فإن حركة الشعبة المهتزة إلى الأمام تضغط الهواء المجاور. إلا أنه سرعان ماتعود هذه المنطقة المنضغطة من الهواء إلى حالتها الاعتيادية بفضل الخاصة المطاطية للهواء وعلى حساب انضغاط المناطق المجاورة، بحيث أن موجة من الضغط الزائد تنتشر ابتداء من الشعبة المهتزة من الشوكة الرنانة، وبنفس الطريقة فإن حركة الشعبة المهتزة إلى الخلف تولد موجة من الضغط الناقص أو التخلخل.
 
تولد الشوكة الرنانة على هذه الشاكلة ما نسميه بالصوت الصافي Pure Tone الذي يعبر عنه كميا بعنصرين هما تواتر الاهتزاز Frequency وسعته Amplitude [[مطال|مطاله]] أو شدته Intensity.
سطر 169:
* [[موجة فوق صوتية]]
* [[موجة تحت صوتية]]
* [[خارقأسرع صوتمن الصوت|اختراق جدار الصوت]]
* [[سرعة الصوت]]
* [[رنين صوتي]]