منتديات بني بحير بلقرن - الصوت (بحث علمي)

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)

سـرعـة الصـوت

قياس سرعة الصوت: تم لأول مرة قياس سرعة الصوت من خلال تجربة أجريت في فرنسا عام 1838 ثم جرى تحسينها عام 1882م.
وقد كانت المسافة بين التلتين 18112م .
ومتوسط الزمن الذي يستغرقه الصوت في الانتقال بينهما وهو ( 54.7 )ثانية
وعليه فإن سرعة الصوت في الهواء هي:ا
لمسافة ÷ الزمن = 18112م ÷ 54.7 = 331 م / ث عند الصفر المئوي .

•زيادة سرعة الصوت: تزيد بارتفاع درجة الحرارة بمعدل ( 0.6م/ث ) لكل درجة مئوية واحدة.
•كم تبلغ سرعة الصوت عند 20مْ ؟
الحل = 331 + ( 0.6 х 20 ) = 331 + 12 = 343م/ث
•سرعة الصوت في مواد مختلفة في درجات الحرارة العادية :
المادة: سرعة الصوت: المادة: سرعة الصوت
الهواء: 340 م/ث: الخشب: 3800م/ث
الماء: 1500 م/ ث: الحديد: 5200 م/ ث
•اختلاف سرعة الصوت في المواد المختلفة:
•تزيد سرعة كلما زاد تقارب جزيئات المادة فهو في الجواد أسرع منه في السؤال أو الغازات .

انعكاس الصوت

ينعكس الصوت على الأسطح الصلبة وعندما يعاد سماعه مرة ثانية تسمى ظاهرة انعكاس الصوت بالصدى

انعكاس الصوت [ هو ارتداد الموجات الصوتية عندما تقابل سطحا عاكسا ]
Reflection of Sound

الصدى Echo

هو ظاهرة تكرار سماع الصوت الناشيء عن الانعكاس
شروط سماع صدى الصوت
الإحساس بالصوت في الأذن البشرية يستمر 0.1 ثانية ولذلك عند وصول الصدى للأذن قبل مضي 0.1 ثانية فإنه يمتزج بالصوت الأصلي وبالتالي لا يمكن تميزه ولكن إذا وصل بعد مضي 0.1 ثانية فإن الصدى يسمع ولذلك فإن اقل مسافة يحدث عندها صدى لسطح عاكس هي مسافة 17 متر
بما أن سرعة الصوت = 340 م / ث
إذا المسافة = 0.1 × 340 / 2 = 17 ذهابا وإيابا

http://i217.photobucket.com/albums/c...tar/swa001.gif

http://i217.photobucket.com/albums/c...tar/swa002.gif

http://i217.photobucket.com/albums/c...tar/swa004.jpg

http://i217.photobucket.com/albums/c...tar/swa006.jpg

انعكاس الموجات الصوتية

الموجات الصوتية على شكل تضاغطات وتخلخلات متعاقبة على شكل كرات متحدة المركز تنعكس على السطح العاكس على هيئة موجات كروية أيضا ولكن يكون مركزها خلف الحاجز على نفس البعد من السطح العاكس أي يكون السطح العاكس في منتصف المسافة بين المصدر الأصلي م ومصدر الموجات المنعكسة .

http://i217.photobucket.com/albums/c...tar/swa005.gif

قانونا الانعكاس

زاوية السقوط = زاوية الانعكاس
الشعاع الصوتي الساقط والشعاع الصوتي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط تقع جميعا في مستوى واحد عموديا على السطح العاكس

الشعاع الصوتي :

هو المستقيم الذي يدل على اتجاه انتشار الموجات الصوتية

انكسار الصوت Refraction of sound
عند سقوط الموجات الصوتية من وسط إلى آخر يختلف عنه في الكثافة فانه يغير مساره وينحرف

http://i217.photobucket.com/albums/c...tar/ref006.gif

http://i217.photobucket.com/albums/c...ar/refr009.jpg

قانونا الانكسار

القانون الأول

http://i217.photobucket.com/albums/c...ef1lawe001.gif

القانون الثاني

الشعاع الساقط والشعاع المنكسر والعمود المقام تقع في مستوى واحد عمودي على السطح الفاصل

ملاحظات

ينكسر الصوت مقتربا من العمود إذا كانت سرعة الصوت في الوسط الأول أكبر من سرعة الصوت في الوسط الثاني والعكس صحيح
سرعة الصوت في الغازات تقل كلما زادت كثافتها بينما في السوائل والأجسام الصلبة فإن سرعة الصوت تزداد مع زيادة الكثافة

تداخل الصوت

هو ظاهرة موجية تنشأ من تراكب حركتين موجيتين أو أكثر متساويتين في التردد والسعة ينتج عنها تقوية للصوت في مواضع تسمى تداخل بناء وضعف أو انعدام في الشدة في مواضع تسمى تداخل هدام

شروط حدوث التداخل

1- أن يكون للموجتين نفس التردد والسعة
2 - أن يكون خط انتشار الموجتين واحدا أو بينهما زاوية صغيرة جدا

التداخل البناء : يتقابل تضاغط من المصدر الأول مع تضاغط من المصدر الثاني أو تقابل تخلخل مع تخلخل

http://i217.photobucket.com/albums/c...r/banaa003.gif

http://i217.photobucket.com/albums/c...adakhel001.gif

الشرط أن يكون فرق المسير = m λ حيث m = صفر ، 1 ، 2

التداخل الهدام : يتقابل تضاغط من المصدر الأول مع تخلخل من المصدر الثاني

http://i217.photobucket.com/albums/c...r/hadam003.gif

الشرط أن يكون فرق المسير = ( ½+ λ ( M

http://i217.photobucket.com/albums/c...r/banaaa01.jpg

حيود الصوت

الحيود :: هو تغير في مسار الموجة أو انحناؤها عند مرورها في فتحة ضيقة بالنسبة لطولها الموجي [ أي عندما تكون أبعاد الفتحة مقاربة للطول الموجي أو عند مرورها بحافة حادة في نفس الوسط ]

تفسير الحيود

عند سقوط الموجات الصوتية على حاجز به ثقب اتساعه أقل من الطول الموجي للصوت نجد أن الموجات الساقطة على الحاجز عدا الثقب أو الحافة تمتص أو تنعكس ولكن عند الثقب ينتج اضطراب خلف الحاجز يسبب انتشار الموجات الصوتية في مخروط أو مروحة وهذا يفسر سماع صوت شخص خلف الحاجز

http://i217.photobucket.com/albums/c...itar/sd003.jpg

http://i217.photobucket.com/albums/c...sounddef02.gif

أصوات نسمعها وأصوات لا نسمعها

يمكن تقسيم الموجات الصوتية حسب سماعها إلى ثلاثة أنواع :

موجات تحت سمعية:
ترددها أقل من 20 هيرتز

موجات سمعية:
ترددها من 20 ـــــ 20ألف هيرتز

موجات فوق سمعية:
ترددها أعلى من 20ألف هيرتز

خواص الصوت

شدة الصوت:

هي الخاصية التي تستطيع الأذن من خلالها التمييز بين الأصوات والقوية و الضعيفة. وتتأثر بعاملين هما :
1-حجم الجسم المصوت .
2-بعد الجسم المصوت عن السامع
مثال : التمييز بين الصوت السيارة وصوت الطائرة
درجة الصوت:
هي الخاصية التي تستطيع الأذن من خلالها التمييز بين الأصوات الغليظة والأصوات الحادة
مثال : التمييز بين الصوت الرجل الغليظ وصوت والمرأة الحاد

نوع الصوت:

هي الخاصية التي تستطيع الأذن من خلالها التمييز بين أصوات متساوية في الشدة والدرجة ولكنها مختلفة المصدر من خلال النغمة التي تميزه.
مثال : يمكننا التمييز بين صوتي مؤذنين

م/ن