تسعة
الرئيسية » اعرف اكثر » كيف ينشأ الصوت وكيف ينتشر وما هي طبيعته ؟

كيف ينشأ الصوت وكيف ينتشر وما هي طبيعته ؟

هل سألت نفسك في يوم من الأيام كيف ينشأ الصوت ؟ في هذا المقال نتحدث بشيء من التفصيل وبأسلوب علمي مبسط عن طبيعية الصوت ، وكيفية نشوءه وانتشاره .

كيف ينشأ الصوت

في عالم الفيزياء ، الصوت هو اهتزاز ميكانيكي ينتقل عبر موجات طولية أو عرضية متعاقبة من الضغط ، ينشأ الصوت نتيجة جسم مهتز وينتقل في كافة الاتجاهات حول الجسم الذي سبب اهتزازه حدوث الصوت . هل سألت نفسك في يوم من الأيام كيف ينشأ الصوت؟ في هذا المقال نتحدث بشيء من التفصيل وبأسلوب علمي مبسط عن طبيعية الصوت ، وكيفية نشوءه وانتشاره .

فهم كيف ينشأ الصوت بشكل علمي

كيف ينشأ الصوت ؟

لمعرفة كيف ينشأ الصوت يجب أن نقوم بهذه التجربة البسيطة: قم بجلب مسطرة ، معدنية أو بلاستيكية ، وضعها على طرف المنضدة بشكل أفقي ، وقم بتثبيتها بشكل جيد ، خصوصًا في نقاط طرف المنضدة ، وقم بنقرها نقرة خفيفة من الطرف ، ستلاحظ على الفور أن هذا الفعل يسبب حدوث صوت يمكن سماعه بوضوح ، كما يمكنك ملاحظة أن الصوت يزداد حدة (تعلو النغمة) كلما قصرنا الجزء البارز من المسطرة ، ويمكننا أيضًا ملاحظة أن عدد الاهتزازات في هذه الحالة يزداد ، والعكس يحصل عند تطويل الجزء البارز من المسطرة ، حيث يقل عدد الاهتزازات ، وأيضًا يغلظ الصوت ويصبح جهيرًا (تنخفض نغمته) .

يمكن عمل تجربة أخرى مثل التجربة السابقة لفهم كيف ينشأ الصوت ، وذلك عن طريق شد وتر من المطاط بين مسمارين ، ومن ثم شد الوتر من المنتصف وتركه يتأرجح ، نلاحظ أن الوتر عندما يتحرك تصدر منها نغمة معينة ، وبتقصير الوتر أو إطالته تختلف النغمة ، حيث نحصل على نغمات أكثر حدة عندما نقصر من طول الوتر ، بينما تتحول النغمات إلى نغمات حادة وذلك عندما نقصر من طول الوتر .

هاتان التجربتان توضحان بشكل جلي كيف ينشأ الصوت ، حيث كما رأينا ، أن الصوت ينشأ من اهتزاز الأجسام المختلفة ، وبزيادة عدد الاهتزازات نحصل على أصوات أكثر حدة ، بينما بتقليلها نحصل على صوت أكثر غلظة ، عدد الاهتزازات لكل ثانية واحدة لمصدر الصوت يدعى تردد الصوت ، يقاس التردد بوحدة الاهتزازة/ثانية أو وحدة الهرتز ، نسبة إلى العالم الألماني هاينريخ رودولف هرتز الذي كان له العديد من الإسهامات في مجال الفيزياء المرتبطة بالمغناطيسية .

الصوت البشري

كما رأينا ، الصوت ينشأ من تردد معين لأحد الأجسام الصلبة ، فكيف ينشأ الصوت في العالم الواقعي ، في الحقيقة نفس المبدأ ينطبق على أي صوت يتم إصداره ، فأنت إذا ما قمت بالخبط بيدك على الطاولة ، فإنما تقوم بجعل سطح الطاولة يهتز ، ومن ثم تسمع الصوت الناتج عن الاهتزاز ، أيضًا بنفس الطريقة يتم إنشاء الصوت في حنجرة الإنسان ، حيث تهتز الأوتار الصوتية محدثة ترددًا معينًا نسمعه ونستطيع التواصل عن طريقه ، صوت الرجل يكون أكثر غلظة ، بينما صوت المرأة يكون أكثر رقة ، والسبب في ذلك أن الأحبال الصوتية للرجل أطول وأكثر سماكة ، بينما أحبال المرأة الصوتية أقصر وأكثر دقة ، تهتز أحبال الرجل الصوتية بمعدل أقل من اهتزاز أحبال المرأة الصوتية ، لذلك ينشأ هذا الاختلاف في طبقة الصوت بين الجنسين .

تردد الصوت

تردد الصوت هو عدد الاهتزازت الحادثة في مصدر الصوت كما أسلفنا ، وهو يقاس بوحدة الهرتز ، وقد وجد العلماء أن الأذن البشرية قادرة على تمييز الأصوات التي يتراوح ترددها بين 20 و 20,000 هرتز ، الأصوات الأقل من 20 هرتز ، والأعلى من 20,000 هرتز هي أصوات غير محسوسة بالنسبة للأذن البشرية ، وجدير بالذكر أن الإنسان إذا ما تقدم في العمر يقل مدى الأصوات التي يستطيع سماعها ، حيث ينخفض أعلى تردد محسوس للأذن عند كبار السن إلى حوال 12,000 هرتز فقط ، وهذا ما يؤدي إلى وجود بعض الأصوات التي لا يستطيع كبار السن سماعها بسبب ترددها العالي ، بينما يستطيع من هم أصغر سنًا سماعها ، أيضًا بعض الحيوانات ، مثل الكلاب ، لديها القدرة على سماع الأصوات ذات الترددات الأدنى التي لا تستطيع الأذن البشرية التقاطها ، وهذا ما يجعل مثل هذه الحيوانات تستطيع الإحساس بصوت حركة انزلاق طبقات الأرض ، التي تحدث الزلازل ، ومن ثم يمكنها توقع حدوث الزلازل قبلها بوقت قليل .

انتقال الصوت

يحتاج الصوت للانتقال إلى وسط مادي ، سواءً كان هذا الوسط صلبًا ، أو سائلاً ، أو غازيًا ، وتختلف سرعة الصوت بحسب الوسط الذي ينتقل فيه الصوت ، حيث ينتقل الصوت بشكل أسرع في السوائل والمواد الصلبة عن الغازات ، أيضًا كلما ازدادت درجة حرارة الوسط ، كلما زادت سرعة الصوت فيه ، السرعة المتوسطة للصوت في الهواء الجوي الجاف ، وفي درجة حرارة 20 درجة سليزيوس هي 340 متر/ثانية . سرعة الصوت تعتبر سرعة بطيئة نسبيًا في الطبيعة ، حيث قام الإنسان بابتكار طائرات تستطيع بسهولة أن تتخطى سرعة الصوت بعدة أضعاف ، سرعة الصوت على سبيل المثال أقل من سرعة الضوء الهائلة التي تقدر بـ 300 ألف متر/ثانية ، هذا التفاوت الكبير بين السرعتين يظهر في بعض الظواهر الطبيعية ، مثل مشاهدة ضوء البرق أولاً ، ومن ثم سماع صوت الرعد ، مع أن الظاهرتين تحدثان في الوقت نفسه .

صدى الصوت

صدى الصوت هو صوت انعكاس الصوت على أحد الأجسام الصلبة وارتداده مرة أخرى إلى الأذن ، حيث تسمع الأذن الصوت الأصلي أولاً ، ومن ثم ارتداده من على سطح الجسم ، حتى تستطيع الأذن البشرية تمييز صدى الصوت يجب أن تكون المدة الفاصلة بين الصوت الأصلي وارتداد الصوت أكبر من 0 .1 ثانية ، وهذا يعني أن الحاجز الذي ترتد من عليه الموجات الصوتية ينبغي أن يكون أبعد عن مصدر الصوت بمقدار 17 متر أو أكثر . هذه الظاهرة تحدث أيضًا في الموجات الكهرومغناطيسية ، ويتم الاستفادة منها في عمل أجهزة السونار التي تقوم بالكشف عن وجود الأجسام الصلبة والمعادن عن طريق استشعار الموجات المرتدة منها ، أيضًا تستخدم الخفافيش هذا الأسلوب للرؤية ، بدلاً من العين .

طالعنا في هذا المقال كيف ينشأ الصوت ، وأوضحنا أنه ينشأ من حركة اهتزازية للأجسام الصلبة ، أيضًا أوضحنا كيف ينشأ الصوت البشري ، ولماذا تختلف طبقة الصوت بين الرجال والنساء ، أيضًا تحدثنا عن مفهوم تردد الصوت ، وأوضحنا كيف ينتقل الصوت ، وكيف يحدث صدى الصوت .

ابراهيم جعفر

محرر موقع تسعة : مبرمج، وكاتب، ومترجم. أعمل في هذه المجالات احترفيًا بشكل مستقل، ولي كتابات كهاوٍ في العديد من المواقع على شبكة الإنترنت، بعضها مازال موجودًا، وبعضها طواه النسيان. قاري نهم وعاشق للسينما، محب للتقنية والبرمجيات، ومستخدم مخضرم لنظام لينكس.

أضف تعليق

خمسة عشر + ستة عشر =