رنين صوتي: الفرق بين النسختين

'''رنين صوتي''' في [[الفيزياء]] (بالإنجليزية : Acoustic resonance) هو ميل نظام صوتي لامتصاص طاقة بإسهاب عند تردد يوافق أحد تردداته الطبيعية ([[تردد رنيني]]). بذلك يعتبر الرنين الصوتي نوع من [[رنين ميكانيكي|الرنين الميكانيكي]] الذي ينشأ عن الاهتزازت الحركية في نطاق ترددات السمع عند الإنسان أو بمعني آخر [[الصوت]] . وبالنسبة إلى سمع الإنسان فإن تردد الصوت محصور بين نحو 20 [[هرتز]] و 20.000 هرتز (1 هرتز = 1 ذبذبة في الثانية).

إلا أن تلك الحدود تختلف من شخص إلى شخص ، كما تتغير مع تقدم العمر .

وأي جسم ذو رنين صوتي يتسم بأن له عدة من الترددات الرنينية ، وخصوصا إذا كان هناك توافق مع تردده الرنيني الأقوى . ويهتز الجسم بسهولة عند تلك الترددات ، ويقل اهتزازه عند ترددات أخرى . ويستطيع الجسم التقات رنينه الذاتي من مجموعة إثارات صوتية مثل الشوشرة. أي أن الجسم الرنان

يعتبر الرنين الصوتي من أهم الأشياء عند منتجي الآلات الموسيقية حيث أن معظم الآلات الموسيقية تتكون من جسم رنان مثل الوتر و جسم الكمان أو طول أنبوب مزمار ، وشكل الطبلة وغشاؤها. كما أن الرنين الصوتي هام بالنسبة إلى السمع . فعلى سبيل المثال ، يوجد في قوقعة [[الأذن]] الداخلية "خلايا شعرية" على غشاء يلتقط الصوت . (بالنسبة للحيوانات الثديية يكون على طرفي ذلك الغشاء حساسا للترددات العالية وعلي الطرف الآخر حساسا للترددات المنخفضة ) .

يكون الوتر مشدودا في آلة مثل [[العود]] أو [[القيثارة]] أو [[القانون]] والبيانو ، ويعتمد تردد الرنين للوتر على [[كتلة|كتلته]] و طوله وشدة الشد . ويكون [[طول الموجة|طول موجة]] التي تنتج الرنين الأول للوتر مساوية لضعف طول الوتر . وتكون الترددات الأعلى التي يمكن أن تنشأ على هذا الوتر عددا كاملا من اجزاء كول الموجة الأساسية . وتعتمد الترددات على سرعة ''v'' انتشار الموجات عبر الوتر بحسب المعادلة:

ويعتمد سرعة الموجة في الوتر على الشد ''T'' و كتلة الوتر ρ لكل 1 سنتيمتر ، أي أن:

وبهذا يكون التردد معتمدا على خواص الوتر طبقا للمعادلة:

: ''m'' الكتلة الكلية للوتر.

كما يستخدم الشكل المخروطي و الإسطواني أيضا في الآلات الموسيقية. والناي هو نوع من الآلات الأنبوبية المفتوحة الطرفين . أما المزمار والكلارينت فيعتبران مغلقان الطرف. والسكسافون فهو مغلق الطرف قمعي عند مخرج الصوت . وتبعا لطول عامود الهواء المتذبذب في الأنبوب يكون الرنين التوافقي مثلما في حالة الوتر.

يتفق عل تسمية الأسطوانة المفتوحة من طرفيها بأنها " مفتوحة" ، بينما تكون أسطوانة مادية مفتوحة من أحد أصرافها ومغلقة بسطح صلب من الطرف الآخر فنسميها " مغلقة" .

[[ملف:OpenCylinderResonance.svg|thumb|left|التردداد الثلاثة الأولى للأنبوب الاسطواني المفتوح . المحور الأفقي يبين [[الضغط]].]]

[[ملف:ClosedCylinderResonance.svg|thumb|left|البرددات الثلاثة الأولى للأنبوب الأسطواني المغلق . المحور الأفقي يبين [[الضغط]].]]

: ''v'' [[سرعة الصوت]] في الهواء (343 متر في الثانية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية على ارتفاع سطح البحر).

: d [[قطر]] مقطع الأنبوب.

ونسبة الانعكاس تكون أقل من 1 وهي تعتمد على قطر فتحة الأنبوب ، وطول الموجة ، ونوع الحاجز الموجود بالقرب من فتحة الانبوب.

: <math>\scriptstyle\ell,</math> ''n'', و ''m'' أرقام صحيحة موجبة.

:ولكن <math>\scriptstyle\ell</math>, ''n'' , و ''m'' لا يمكن أن تساوي صفرا .