باز کردن منو اصلی

صدا[۱] یا صوت یا موج صوتی، از انواع انرژی است که از تحرک ذرات ماده به‌وجود می‌آید؛ به این گونه که یک ذره با حرکت (برخوردِ) خود به ذره‌ای دیگر، ذرهٔ دیگر را به حرکت درمی‌آورَد، و به همین ترتیب است که صوت نشر می‌یابد. صدا ارتعاشی‌ست که توسط حس شنوایی انسان درک می‌شود. ما معمولاً اصواتی را که در هوا حرکت می‌کنند می‌شنویم، ولی صدا می‌تواند در گاز، مایع، و حتی جامدات نیز حرکت کند.[۲]

سرعت صوت در جامدات، به دلیل تراکم زیادِ مولکول‌ها، بیشتر از مایعات، و در مایعات نیز بیشتر از گازها است. صوت، بر خلاف امواج دیگر مانند نور و گرما، فقط در محیطی نشر می‌یابد که ماده وجود داشته باشد، و این بدین معناست که اگر بر سطح ماه (که هوایی در آن وجود ندارد) انفجاری روی دهد، صدای آن شنیده نخواهدشد. از واحد دسی‌بل نیز برای اندازه‌گیری شدت صوت استفاده می‌کنند. محدودهٔ شنوایی انسان بین ۲۰ تا ۲۰٬۰۰۰ هرتز است.

محتویات

خصوصیات فیزیک صداویرایش

ویژگی‌های صدا عبارتند از بسامد، طول موج، دامنه و سرعت

بررسی برخی خصوصیات صوت با استفاده از دو دیاپازون همسان

از لحاظ فیزیکی، صدا ارتعاش مکانیکی یک محیط الاستیک گازی، مایع یا جامد است. صدا شکلی از انرژی مکانیکی است که هنگامی که ذرات در اطراف موقعیت تعادل خود نوسان کنند تولید می‌شود. انتشار صوت در هوا زمانی اتفاق می‌افتد که یک منبع صدا، معمولاً یک شیئ تحت تأثیر ارتعاشی مکانیکی باعث می‌شود مولکول‌های هوای چسبیده به سطح آن در اطراف موقعیت خود نوسان کنند. با توجه به خاصیت ارتجاعی هوا، صدا از طریق هوا با استفاده از نوسانات پی در پی که از همسایه ذرات هوا الاستیک ساطع می‌شود انتقال یافته، و یک موج صوتی به‌طور پیوسته در حال پیشرفت است. در یک موج صوت در هوا ذرات در همان جهت انتشار جبهه موج نوسان خواهند داشت (موج طولی)، و این موضوع باعث ایجاد مناطق با فشار بالاتر به ترتیب پایین‌تر نسبت به فشار اتمسفر خواهد شد؛ بنابراین امواج صوتی می‌توانند به عنوان امواج فشار هوا رفتار کنند.

صدا می تواند از طریق محیط هایی مانند هوا، آب و جامد به صورت امواج طولی و همچنین به صورت موج عرضی در مواد جامد منتشر شود. امواج صوتی توسط یک منبع صوتی مانند دیافراگم ارتعاشی یک بلندگو استریو تولید می شوند. منبع صدا باعث ایجاد لرزش در محیط اطراف می شود. در فاصله ثابت از منبع، فشار، سرعت و جابه جایی محیط در هر لحظه از زمان انتشار صوت متفاوت است. توجه داشته باشید که ذرات محیط با موج صوتی حرکت نمی کنند و فقط در محل خود نوسان می نمایند. این امر به وضوح برای جامدات دیده میشود و همین مسئله برای مایعات و گازها نیز صادق است (یعنی لرزش ذرات در گاز یا مایع، حامل ارتعاشات بوده، در حالی که میانگین موقعیت ​​ذرات در طول زمان تغییر نمی کند). در طول انتشار، امواج می توانند توسط رسانه منعکس، شکسته یا حذف شوند.[۳]

همه محیط ها دارای سه ویژگی هستند که بر رفتار انتشار صدا تأثیر می گذارند:

  1. رابطه بین چگالی و فشار. این رابطه، سرعت صدا را تحت تأثیر دما در محیط تعیین می کند.
  2. حرکت خود محیط، مانند باد. مستقل از حرکت صدا از طریق محیط، اگر محیط به نوبۀ خود در حال حرکت است، صدا بیشتر منتقل می گردد.
  3. ویسکوزیته محیط. این امر سرعت صدا را کاهش می دهد. برای بسیاری از محیط ها، مانند هوا و آب، تأثیر این مطلب ناچیز و قابل اغماض است.

هنگامی که صدا در یک محیطی که خواص فیزیکی ثابت ندارد حرکت می کند، ممکن است شکسته شود (پراکنده یا متمرکز شود).[۳]

اصطلاح‌های صوتویرایش

بسامد و طول موجویرایش

بسامد تعداد تغییرات فشار هوا در هر ثانیه در یک نقطهٔ ثابت است که موج صدا در حال گذر از آن می‌باشد. یک چرخهٔ نوسانی ساده در یک ثانیه برابر با یک هرتز است. طول موج برابر فاصلهٔ بین دو قلهٔ متوالی بوده که موج در مدت زمان یک چرخهٔ نوسانی آن را طی می‌کند.[۴]

سرعت صوتویرایش

سرعت انتشار صوت بستگی به نوع، دما و فشار محیطی که صوت در آن منتشر می‌شود دارد. در شرایط طبیعی از آنجایی که هوا تقریباً به صورت یک گاز کامل رفتار می‌کند سرعت صوت وابسته به فشار هوا نخواهد بود. در هوای خشک در دمای ۲۰ درجهٔ سانتیگراد سرعت صوت حدوداً ۳۴۳ متر در ثانیه یعنی حدوداً یک متر در هر ۳ هزارم ثانیه است. سرعت صوت همچنین وابسته به بسامد و طول موج است؛ بنابراین یک صوت ۳۴۳ هرتزی طول موج یک متر خواهد داشت.[۵]

منابعویرایش

  1. لغت‌نامهٔ دهخدا: صدا [صَ] (ع اِ) مُعَرَّبِ «سدا» است، و آن آوازی باشد که در کوه و گنبد و امثال آن پیچد و باز همان شنیده شود.
  2. The American Heritage Dictionary of the English Language, Fourth Edition, Houghton Mifflin Company, 2000, archived from the original on June 25, 2008, retrieved May 20, 2010
  3. ۳٫۰ ۳٫۱ «The Propagation of sound». pages.jh.edu. دریافت‌شده در ۲۰۱۹-۰۶-۱۱.
  4. http://www.jhu.edu/virtlab/ray/acoustic.htm
  5. The Soundry: The Physics of Sound
  • دائرةالمعارف کودکان و نوجوانان، جلد اوّل