الصــوت

من طرف بن عامر لخضر الإثنين مارس 01, 2010 7:59 pm

الصـــــــــــــــوت

الصوت: هو تردد آلي، أو موجة قادرة على التحرك في عدة أوساط مادية مثل الأجسام الصلبة، السوائل، و الغازات،ولاتنتشر في الفراغ, وباستطاعة الكائن الحي تحسسه عن طريق عضو خا ص يسمى الأذن. من منظور علم الأحياء فالصوت هو إشارة تحتوي على 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 آخر، يعبر من خلالها عما يريد قوله أو فعله بوعي أو بغير وعي مسبق، ويسمى الأحساس الذي تسببه تلك الذبذبات بحاسة السمع وتقدر سرعة الصوت في وسط هوائي عادي ب 340 متر في الثانية او 1026 كم في الساعة. تتعلق سرعة الصوت بعامل الصلابة وكثافة المادة التي يتحرك فيها الصوت. احب ان اصحح بعض المفاهيم الخاصة بالصوت - الصوت هو اهتزاز ميكانيكي للوسط ، الصوت ليس موجة بل الموجة هي إحدى الاشكال (نماذج الانتشار) التي يبرز و يتميزبها الصوت و كمثال على نماذج اخرى: التيارات الصوتية و التدفق الصوتي - هنالك عوامل اخرى تؤثر على انتشار الصوت وسرعته كطبيعة المادة (اللزوجة، تأثرها بالمجال المغناطيسي(

.
تقاس شدة الصوت بعدة وحدات منها و لكن أشهرها هي الديسيبل.
يستخدم العلماء وحدة تسمى الديسيبل لقياس مستوى شدة الصوت. والنبرة ذات التردد 3,000 هرتز وذات مستوى الشدة صفر ديسيبل، هي فاصل عتبة السمع، أي أضعف صوت تستطيع الأذن البشرية الطبيعية أن تسمعه. ومستوى شدة الصوت الذي قيمته 140 ديسيبلا هو مؤشر عتبة الألم. ولا تحدث الأصوات ذات 140 ديسيبلا، أو أكثر، إحساسًا بالسمع في الأذن، وإنما تحدث إحساسًا بالألم. ويبلغ الهمس نحو 20 ديسيبلا، والمحادثة العادية نحو 60 ديسيبلا. أما موسيقى الرقص الصاخبة، فقد تعطي نحو 120 ديسيبلا.

وهنالك وحدة، تسمى الفون، كثيرًا ما تستخدم لقياس مستوى ارتفاع النبرات. ويساوي مستوى الارتفاع بوحدة الفون لأي نبرة مستوى الشدة بالديسيبل لنبرة ذات تردد 1,000 هرتز تبدو في مثل ارتفاعها. فارتفاع النبرة التي شدتها 20 ديسيبلا وترددها 1,000 هرتز، على سبيل المثال، هو 20 فونًا. وأي نبرة أخرى تبدو بنفس الارتفاع، بغض النظر عن ترددها وشدتها، ستعطي مستوى الارتفاع 20 فونًا. فالنبرة التي شدتها 80 ديسيبلا وترددها 20 هرتزًا مثلاً سيكون مستوى ارتفاعها 20 فونًا إذا بدت في مثل ارتفاع النبرة التي شدتها 20 ديسيبلا وترددها 1,000 هرتز.
مصـــــــــدر الصــوت

صوت الإنسان. تنتجه الحنجرة، وهي جزء من الحلق. تمتد طبقتان من الأنسجة عبر الحنجرة. وبين هاتين الطبقتين، اللتين تسميان الحبال (الأوتار) الصوتية، فتحة مستطيلة ضيقة. وعندما نتكلم تشد عضلات الحنجرة الحبال الصوتية فتحدث ضيقًا في الفتحة. يندفع الهواء من الرئتين عبر الحبال المشدودة فيجعلها تهتز. وهذه الاهتزازات تنتج الصوت. كلما زادت قوة شد الحبال الصوتية، اهتزت بشكل أسرع، وأحدثت صوتًا أعلى. انظر: الحنجرة؛ صوت الكائن الحي.
ذكر الضفدع يصدر نداء التزاوج. تنق الضفدعة بدفع الهواء على الحبال الصوتية مما يجعلها تهتز.
أصوات الحيوانات. للطيور والضفادع وكل الثدييات تقريبًا حبال صوتية أو تركيبات مشابهة، تجعلها تنتج الأصوات على نحو ما يفعل البشر. وينتج الدُّلفين أصواتًا قصيرة حادة وصفيرًا في أكياس تمتلئ بالهواء متصلة بفتحة الزفير في أعلى رأسه. كما أن طنين النحل والذباب ينتج عن اهتزازات

أجنحتها في الهواء. وهناك حشرات كثيرة أخرى تنتج الصوت عن طريق فرك جزء من جسمها على جزء آخر. فبعض الحشرات القفازة مثلاً ¸تغني· بفرك أجزاء من أجنحتها الأمامية بعضها ببعض.

وبعض أنواع الأسماك تطقطق أو تنق أو تئن أو تحدث أصواتًا أخرى عن طريق اهتزازات في عضو شبيه بالكيس، تحت عظمة الظهر يسمى المثانة الهوائية. وهنالك أنواع معينة من السمك الصدفي تحدث أصوات طقطقة بضرب مخالبها بعضها ببعض. كما أن نوعًا من الروبيان يحدث بنفض أحد مخالبه، صوتًا شبيها بصوت طلقة البندقية
يحدث البوق صوتًا عندما يهتز الهواء داخله بفعل العازف.
الأصوات الموسيقية. تحدث الآلات الموسيقية المختلفة الأصوات بطرق مختلفة. وتنتج بعض الآلات الصوت عندما تُطرق. فغشاء الطبلة مثلاً يحدث الصوت عندما يهتز نتيجة الطرق. وهنالك آلات موسيقية، مثل الساكسفون، لها سلسلة من القضبان أو الأنابيب، يحدث كل منها نبرة خاصة عندما يُطرق. وتنتج أصوات العود والكمان والبيانو عندما يجعل العازف واحدًا أو أكثر من أوتاره يهتز. وتجعل الأوتار المهتزة بعض أجزاء جسم الآلة تهتز محدثة ذبذبات، وحركة في الهواء المحيط بها. ويتم العزف على أوتار الكمان بالقوس عادة، بينما تنقر أوتار العود بالأصابع. وتَحدُث أصوات البيانو، عندما تُضرب مفاتيح البيانو، فتتحرك مطارق مبطنة داخله وتتصل بالأوتار فتهزها
تولد الآلات الهوائية، مثل أنواع المزامير المختلفة، الأصوات نتيجة اهتزاز أعمدة الهواء داخلها. وفي المزمار العادي جزء مسطح رفيع، يسمى اللسان ملتصق بفتحة الفم. يهتز اللسان عندما ينفخ العازف فيه، مما يجعل عمود الهواء داخل المزمار يهتز. وفي بعض أنواع المزامير، يهتز الهواء عندما ينفخ العازف في فتحة صغيرة في مقدمة المزمار، أو عندما تهتز شفاه العازف فتجعل عمود الهواء يهتز تبعًا لها.

أصوات الضجيج. هي الأصوات غير المريحة التي تكون مزعجة ومشوشة. ومعظم أنواع الضجيج تحدثها الأجسام المهتزة التي تطلق اهتزازات غير منتظمة على فترات غير منتظمة. تشمل هذه الأصوات: أصوات تخبط براميل الزبالة، ونباح الكلاب، وهدير الجماهير. وكثير من الآلات والأجهزة ، مثل مكيفات الهواء والمكانس الكهربائية ومحركات السيارات، تحدث ضجيجًا. وتحدث الظواهر الطبيعية أيضًا ضجيجًا. فاهتزاز جزء من باطن الأرض يولِّد رجَّة الزلزال. وينتج صوت الرعد عن الاهتزازات العنيفة في الهواء المُسخَّن بفعل البرق.

ويتكون بعض أنواع الضجيج من أصوات نبضية، أي الاهتزازات التي تنشأ فجأة وتتلاشى سريعًا، مثل فرقعة طلقة البندقية أو الألعاب النارية. وتصدر آلة تشذيب الحشائش سلسلة من الأصوات النبضية. وهنالك أنواع من الضجيج، مثل صرير الطباشير على السبورة وصوت صفارة الإنذار، تتكون من مجموعة من الاهتزازات السريعة التي لا تتوافق عند الاختلاط ببعضها.

طبيعة الصوت

إذا أسقطت حجرا صغيرا في بركة ساكنه ستشاهد سلسلة من الأمواج تنتقل مبتعدة عن النقطة التي لامس فيها الحجر سطح الماء ، كذلك ينتقل الصوت في موجات عندما يتحرك خلال الهواء أو أي وسط آخر وتنتج الموجات من جسم مهتز.

ففي حالة حركة الجسم المهتز إلى الخارج يحدث ضغط على الوسط المحيط به فتنتج منطقة ضغط .
وعندما يتحرك الجسم بعد ذلك للداخل يتمدد الوسط في الحيز الذي كان يشغله الجسم وتمسى منطقة

التمدد هذه تخلخلا ، وباستمرار تحرك الجسم الى الداخل والخارج تنتقل سلسلة من الضغوط والتخلخلات بعيدا عنه وتتكون الموجات الصوتية من هذه الضغوط والتخلخلات .

التردد وطبقة الصوت

يسمى عدد الضغوط والتخلخلات التي ينتجها الجسم المهتز في كل ثانية تردد الموجات .
وكلما ازدادت سرعة اهتزاز الجسم ارتفعت قيمة تردده .
ويستخدم العلماء وحدة الهرتز لقياس التردد ويساوى الهرتز الواحد اهتزازه وواحدة كل ثانية .

الطول الموجي

:
الطول الموجي هي المسافة بين أي نقطة على موجة والنقطة التي تقابلها في الموجة الثانية
يسمع معظم الناس الأصوات التي يتراوح ترددها بين 20 و 20.000 هرتزة ويستطيع الوطواط والكلب وأنواع أخرى من الحيوانات سماع أصوات ترددات أعلى بكثير من 20.000 هرتز .
والأصوات المختلفة لها أيضا ترددات مختلفة على سبيل المثال تردد صلصلة المفاتيح يتراوح بين 700 و 15.000 هرتز .

سرعة موجات الصوت

حيث أن اهتزاز جزيئات الهواء يكون في نفس اتجاه الموجه ، لذلك فإن موجات الصوت يطلق عليها بالموجات الطولية .
وعند إلقاء حجر في الماء ينتج موجات وتتحرك جزيئات الماء الأعلى بينما تتحرك الموجة أفقيا في اتجاه سطح الماء .
وبمعنى آخر فإن الموجات التي تتحرك عموديا على اتجاه تذبذب الجزيئات تعرف بالموجة المستعرضة وموجات الماء هي مثال للموجات المستعرضة وكذلك موجات الضوء والرادي

وينتقل الصوت خلال أي شيء وكل شئ فيما عدا الفراغ وهذا ببساطة يرجع إلى أن جزيئات المادة أيا كانت قادرة على امرار الاهتزازات عبرها ، وبعض المواد يمكنها نقل الموجات الصوتية بصورة أفضل من غيرها .
ولا تعتمد سرعة الصوت على ضغط الهواء فسرعة الصوت فوق قمة جبل حيث الضغط منخفض هي نفسها سرعة الصوت عند أسفل الجبل ( ضغط جوي معتاد ) وحيث أن سرعة موجات الضوء تبلغ 300.000كم/ث أي أنها اكبر بكثير من سرعة الصوت ، لذلك فالإنسان يمكنه أن يرى البرق وبعدها بلحظات يستطيع أن يسمع صوت الرعد .

الاصوات تحت الماء

تزود السفن بأجهزة تمكنها من كشف أي جسم تحتها مثل الغواصة وكذلك يمكنها تحديد عمق هذه الغواصة وذلك بإرسال موجات ( نبضات ) صوتية داخل الماء فإذا ما صادفت هذه الموجات جسما فإنها تنعكس عند اصطدامها به وبمعرفة الوقت الذي تستغرقه النبضة منذ خروجها من السفينة وحتى رجوعها اليها وبمعرفة سرعة الصوت في الماء ( حوالي 1500م/ث أي حوالي اربعة أضعاف سرعة الصوت في الماء ) يمكن تحتدي بعد الجسم الذي انعكست عنه الموجات ( النبضات ) الصوتية ويطلق على هذه الأجهزة بأجهزة تحديد الأبعاد بالصدى – جهاز السونار-
وتستخدم سفن صيد الأسماك هذه الأجهزة لتحديد تجمعات الأسماك وكميتها وعمقها حتى تسهل عملية الصيد .

خواص الصوت

1- مقام الصوت :
يمكن تمييز صوت الأطفال عند لعبهم بواسطة من هم أكبر منهم سنا والذين يفترض أن أصواتهم ذات مقام صوت أعلى من الأطفال ويعتمد مقام الصوت على التردد .
إذا مقام النغمة المسموعة يعتمد على تذبذبها أو ترددها فمثلا نجد ان نغمة صوت ذو مقام عالٍ مثل الصادر عن صراخ الأطفال ل ذات تردد عالٍ .

ونجد ان الصفارة لها تردد يبلغ حوالي 1000هرتز/ث .
ونغمة صوت ذو مقام منخفض مثل ذلك الصوت الفظ ( الأجش ) لها تردد منخفض حوالي 100 ذبذبه / ث .
وقد خلق الله سبحانه وتعالى أذن الإنسان بحيث يمكنها استقبال أصوات بترددات تصل إلى 20000ذبذة /ث وما يزيد عن هذا لا يسمعه الإنسان إلا أن بعض الحيوانات مثل الكلاب والقطط لها أصوات بترددات تفوق هذا الرقم الكبير .
2- ارتفاع الصوت وشدته :
إذا ما أردنا تعلية الصوت في جهاز الراديو فنجد ان الجسيمات الصغيرة والقريبة من الجهاز تبدأ في التطاير بتأثير علو الصوت ، وذلك لان الطاقة الصادرة من المستقبل والحال هكذا تكون عاليه عن ذي قبل فنقول ان شدة الصوت أو ارتفاعه قد ازدادت وعلى ذلك فإن ارتفاع الصوت يعتمد على سعة الموجة

وعموما فإنه كلما زادت كتلة الهواء المهتز كلما كان الصوت أعلى واشد فنجد أن سماعة التليفون يمكننا ان نسمع بها بوضع إذا ما قربناها للآذان وذلك يرجع إلى أن الجزء المعدني الدائري بداخل السماعة له مساحة صغيرة مما يؤدى إلى اهتزاز كمية الهواء الملاصقة لهه المساحة فيكون الصوت أشد كلما اقتربنا منها

في حين ان سماعة الراديو أو التليفزيون يمكننا ان نسمع منها صوتا أعلى واشد وذلك يرجع إلى ان السماعة المخروطية الشكل لها مساحة سطح كبيرة نسبيا مما يؤدي إلى اهتزاز كمية الهواء اكبر
الخاتمـــــــــــة

الصوت إن الصوت يحيط بنا طوال الوقت ، فقد نصحو في الصباح الباكر على جرس ساعة التنبيه أو على شقشقة العصافير ، وخلال اليوم نسمع إلى كل أنواع الاصوات مثل صلصة أواني المطبخ وأزيز حركة المرور وأصوات الناس عندما نتهيأ للنوم ليلا قد نسمع نقيق الضفادع أو حفيف الرياح .
أن كل صوت من هذه الاصوات تحدثه اهتزازات جسم ماء فعندما يعتز الجسم فإنه يجعل الهواء المحيط به يهتز تنتشر الاهتزازات في كل الاتجاه مبتعدة عن المصدر وعندما تدخل الاهتزازات آذاننا تنتقل إلى الدماغ الذي يترجمها إلى أصوات .