خصائص الصوت والكشف عنه

الموجات الصوتية : تغير في الضغط ينتقل خلال مادة على شكل موجة طولية .

نوعها : موجة طولية لأن جزيئات الهواء تهتز موازية لاتجاه حركة الموجة .

مكونات الموجات الصوتية :

    ·      منطقة ذات ضغط مرتفع " تضاغط "

    ·      منطقة ذات ضغط منخفض " تخلخل "

مصادرها : تذبذب "اهتزاز" جسم في وسط مادي

انتقالها :

    ·      الوسط الناقل : المواد الصلبة ، المواد السائلة ، المواد الغازية .

    ·      كيفية انتقالها :

-       المصدر المهتز ينتج تغيرات في ضغط الهواء

-       جزيئات الهواء تتصادم فتنتقل تغيرات الضغط بعيدا عن المصدر .

    ·      لا تنتقل الموجات الصوتية في الفراغ لعدم وجود جزيئات تتصادم وتنتقل الموجة .

ملاحظات :

-       تستخدم الحيوانات الصوت للصيد والتزاوج والتحذير من اقتراب الحيوانات المفترسة .

-       بعض الأصوات تزيد من مستوى القلق لدى الناس ومنها صفارات الإنذار .

-       بعض الأصوات تساعد على التهدئة وإراحة النفس ومنها الآذان وتلاوة القرآن .

خصائص الموجات الصوتية :

-       السرعة

-       التردد

-       الزمن الدوري

-       الطول الموجي

تصنيف خصائص الصوت حسب تأثيرها بالوسط المتحركة فيه إلى ..

خصائص تتأثر بالوسط المتحركة فيه	خصائص لا تتأثر بالوسط المتحركة فيه
السرعة ، الطول الموجي	التردد ، الزمن الدوري

التردد : عدد التذبذبات في قيمة الضغط في الثانية الواحدة

الطول الموجي : المسافة بين مركزي ضغط مرتفع متتالين أو بين مركزي ضغط منخفض متتاليين

القانون الرياضي للطول الموجي :

سرعة الصوت :

-       سرعة الصوت في المواد الصلبة أكبر من سرعته في السوائل .

-       سرعة الصوت في السوائل أكبر من سرعته في الغازات .

-       سرعة الصوت تزيد بزيادة درجة الحرارة

-       مقدار الزيادة في سرعة الصوت في الهواء 0.6 m/s لكل درجة حرارة 1C .

-       الطول الموجي يزيد بزيادة درجة الحرارة

-       تردد موجة الصوت لا يتغير عند تغير درجة الحرارة .

صدى الصوت : موجات الصوت المنعكسة عن الأجسام عند رجوعها إلى مصدرها .

استخدامه : إيجاد المسافة بين مصدر والجسم الذي انعكس عند الصوت .

تطبيقاته : بعض السفن التي تستخدم السونار ، بعض الكاميرات ، الخفافيش .

لحساب بعد الجسم عن مصدر الصوت :

البقع الميتة : تنشأ عند العقد نتيجة تداخل موجتين صوتيتين ، ويكون الصوت عندها ضعيفا جدا .

كاشفات الصوت :

مبدأ عملها : تحويل الطاقة التي تحملها موجة الصوت إلى شكل آخر من أشكال الطاقة .

من أمثلتها : الميكروفون ، الأذن البشرية .

علل : يستطيع الإنسان التمييز بين أنواع مختلفة من الأصوات .

لأن الأذن تستشعر الموجات الصوتية لمدى واسع من الترددات .

لإدراك الصوت نوعان :

-       حدة الصوت : خاصية للصوت تعتمد على تردد الاهتزاز ، ونميز بواسطتها الأصوات الرفيعة "الحادة" عن الأصوات الغليظة .

-       علو الصوت : شدة الصوت كما تحسه الاذن ويدركه الدماغ ، ويعتمد على سعة موجة الضغط " الموجة الصوتية "

مستوى الصوت : مقياس لوغارتمي لقياس سعات الموجات الصوتية .

وحدة قياس مستوى الصوت : ديسبل "dB"

مقياس الديسبل : مقياس يستعمل لوصف تغيرات الضغط ، ولوصف قدرة موجات الصوت وشدتها .

تأثير الأصوات الصاخبة :

-       التعرض للأصوات الصاخبة "مستوى الصوت المرتفع" يسبب ضعف السمع .

-       ضعف السمع هو فقدان الأذن لحساسيتها وخصوصا للترددات العالية .

-       كلما تعرض الشخص للأصوات الصاخبة فترة أطول كان التأثير أكبر .

-       التعرض الطويل لمستوى الصوت 100 dB فأكثر يؤدي إلى ضرر دائم .

حساسية الأذن : حساسية الأذن البشرية للصوت تعتمد حدة الصوت وسعة الصوت .

أساسيات عن تأثير دوبلر : التغير في تردد الصوت الناتج عن تحرك مصدر الصوت أو الكشف أو كليهما .

 تأثير دوبلر عندما يكون المصدر والكاشف متحركين :

تأثير دوبلر عندما يكون المصدر متحرك والكاشف ثابت :

تأثير دوبلر عندما يكون المصدر ثابت والكاشف متحرك :

حالات تأثير دوبلر :

المصدر متحرك والكاشف ثابت	مصدر الصوت يقترب من الكاشف	يزداد حدة الصوت
		تتقارب الموجات في المنطقة بين المصدر والكاشف فينقص الطول الموجي
		يزداد عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية
		يزداد التردد الذي يستقبله الكاشف
	مصدر الصوت يبتعد عن الكاشف	تنقص حدة الصوت
		تتباعد الموجات في المنطقة بين المصدر والكاشف فيتزايد الطول الموجي
		ينقص عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية .
		ينقص التردد الذي يستقبله الكاشف
الكاشف متحرك والمصدر ثابت	اقتراب الكاشف من المصدر	يزداد حدة الصوت
		تزداد السرعة المتجهة النسبية
		يزداد عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية
		يزداد التردد الذي يستقبله الكاشف
	ابتعاد الكاشف عن المصدر	تنقص حدة الصوت
		تنقص السرعة المتجهة النسبية
		ينقص عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية .
		ينقص التردد الذي يستقبله الكاشف

تطبيقات تأثير دوبلر :

   1- كواشف الرادار : قياس سرعة كرات البيسبول، قياس سرعة المركبات .

   2- في الفلك : قياس سرعة المجرات ، استنتاج بعد المجرات عن الأرض .

   3- في الطب : قياس سرعة حركة جدار قلب الجنين بجهاز الموجات فوق الصوتية .

   4-  الخفافيش : الطيران ، الكشف عن الحشرات الطائرة وافتراسها : عندما تطير الحشرة بسرعة أكبر من سرعة الخفاش يكون التردد المنعكس عنها أصغر ، وعندما يلحق الخفاش بالحشرة ويقترب منها يكون التردد المنعكس عنها أكبر .