يتمتع الإنسان بسخاء بالطبيعة من أجل العيش بشكل مريح والتعرف على العالم من حوله. إنه قادر على رؤية الألوان الزاهية وسماع الأصوات المختلفة والتقاط الروائح والاستمتاع بمذاق الطعام. يعد عضو السمع من أكثر أعضاء الحواس تعقيدًا ، والذي بفضله يتواصل الشخص ويتلقى معظم المعلومات.
يعيش الإنسان في عالم دائم من الأصوات ، بفضله يتلقى مصدرًا لا غنى عنه للمعلومات عن العالم الذي يحيط به. هدير الأمواج وهدير الرياح ، زقزقة الطيور ، أحاديث الناس وهدير الحيوانات ، دوي الرعد هي مصادر للصوت في الطبيعة تساعد الإنسان على التكيف مع البيئة.
كيف يسمع المرء؟
إذا نظرت داخل الأذن البشرية ، يمكنك رؤية غشاء يسمى غشاء الطبلة. وهي تمتد على طول النفق المؤدي إلى داخل الأذن. تضرب اهتزازات الهواء الصادرة عن مصدر صوت طبلة الأذن ، مما يؤدي إلى اهتزازها أيضًا. يوجد خلف طبلة الأذن مساحة عظمية مملوءةثلاثة عظام متحركة تسمى المطرقة والسندان والركاب ، وسميت بهذا الاسم بسبب شكلها. تلتقط هذه العظام الاهتزازات من طبلة الأذن وتبدأ في التذبذب.
أعمق في الأذن عبارة عن قناة مملوءة بالسوائل يبلغ طولها حوالي 3 سم تسمى القوقعة. الاهتزازات من العظام التي تتحرك تخلق موجات في السائل ، مثل الأمواج في المحيط. مثل الطحالب تحت الماء ، تتموج آلاف خلايا الشعر عبر السائل. هذه الخلايا مهمة بشكل أساسي للسمع. تدفع الاهتزازات التي تمر من خلالها النبضات الكهربائية التي تنتقل عبر العصب السمعي إلى الدماغ. يقوم الدماغ بدوره بترجمة هذه الإشارات الكهربائية إلى موسيقى أو أصوات أو زقزقة أو زقزقة الطيور.
من أين يأتي الصوت؟
ما هو مصدر الصوت؟ أي جسم مادي أو ظاهرة تتذبذب بتردد صوتي ، حيث تنشأ الموجات المنبعثة منه في البيئة. يصدر البشر أصواتًا باستخدام الحبال الصوتية. إذا وضعت يديك على حلقك أثناء المحادثة ، يمكنك أن تشعر بالاهتزاز. يكاد يكون من الممكن دائمًا تحديد مصادر الصوت. الموجات الصوتية مثل الموجات في حقل قمح في يوم عاصف. تصطدم جزيئات الهواء ببعضها البعض وتتحرك متباعدة ، والموجة التي تمر عبر الهواء هي مجرد تقلص وتوسع إيقاعي لتدفق جزيئات الهواء - نوع من الاهتزاز. لكن هناك مواد أخرى تحمل أيضًا موجات صوتية ، مثل الخشب الذي يعد أيضًا مصدرًا للصوت. إذا كنت تصرخ من جهة مغلقةباب خشبي ، ستهتز الحبال الصوتية للشخص الذي يصرخ أولاً ، مما يؤدي بدوره إلى اهتزاز الهواء. يجعل الهواء خشب الباب يهتز ، ثم ينتقل الاهتزاز من الباب إلى الهواء ثم إلى الشخص الذي يقف على الجانب الآخر من الباب. في الكهف ، لا تمتص الجدران أو تنقل الأصوات كما تفعل الأبواب. إنهم يرتدونها مرة أخرى مثل مرآة الضوء. تشتهر بعض الوديان في أوروبا بصدىها. على سبيل المثال ، يمكن تكرار صوت واحد من قرن الصيد 100 مرة حتى يتوقف أخيرًا.
مصادر طبيعية
يعتبر طنين نحلة أو ذبابة ، صرير البعوضة ، الحبال الصوتية للإنسان والحيوان مصادر طبيعية للصوت. إذا وضعت صدفًا كبيرًا على أذنك ، يمكنك سماع ضوضاء بعيدة ، تذكرنا بهدوء الأمواج ، وليس بدون سبب ، والعودة من البحر ، ويحضر الكثيرون إلى منازلهم قذيفة لها ذاكرة حية للبحر. بقدر ما تبدو هذه الفكرة جذابة ، فإن الضوضاء التي تُسمع لا علاقة لها بالبحر. بدلاً من ذلك ، تسمع الأذن عدة أصداء لجميع الأصوات خارج الغلاف. تشمل المصادر الطبيعية للصوت حفيف أوراق الشجر وغناء الطيور ، وغمخات الربيع ، والرعد أثناء عاصفة رعدية ، ونقيق الجنادب وصرير الثلج تحت الأقدام - تعداد المصادر الطبيعية للموجات الصوتية لا حصر له.
آلية الموجة الصوتية
أصداء هي موجات صوتية ترتد عن سطح أملس وتصل إلى الأذن. على سبيل المثال ، إذا صرخت في كهف ، يمكنك ذلكبعد جزء من الثانية لتسمع صوتك يرتد عن جدران الكهف ويعود. هذه هي الطريقة التي تعمل بها صدفة البحر. أفضل الأمثلة على مصادر الصوت هي تلك الأحواض التي تحتوي على العديد من الغرف الفارغة. إنها مثل غرف في منزل فارغ. الجدران بالقرب من الحوض ناعمة ، مما يعني أن الأصوات بالقرب من الحوض ، حتى الأهدأ ، تتكرر في الغرف. كل صدى - من الناس الذين يتحدثون أو الموسيقى أو الأصوات الطبيعية - يتحول إلى هدير. يمكن أيضًا إضافة دقات القلب إليها ، والتي يتم التقاطها وضربها بالمغسلة. التأثير الجميل للعديد من الصدى مسموع من خلال صوت الأمواج.
تحويل الصوت
بغض النظر عن مدى صراخ الشخص بصوت عالٍ ، بعد 100-200 متر لن يسمعه أحد ، إلا أنه سيصيح في الهاتف. تتم ترجمة كلمة "هاتف" من اليونانية على أنها "صوت بعيد". أثناء محادثة هاتفية ، يتم تحويل الموجات الصوتية إلى تيار كهربائي. أثناء الاستقبال ، تحدث العملية العكسية. يمكن لمثل هذا التيار التغلب على أي مسافة ، منتشرًا في الهواء مثل الموجات الصوتية. ميكروفون مدمج في الهاتف ، والذي يتفاعل مع اهتزازات الهواء التي تحدث أثناء المحادثة. يحول الميكروفون هذه الاهتزازات إلى تيار متناوب. ينتشر على طول أسلاك خط الهاتف ويصل إلى المشترك في الطرف الآخر من الخط. ولكن نظرًا لأن الشخص لا يشعر بالاهتزازات الحالية المتناوبة ، فمن الضروري تحويلها إلى اهتزازات صوتية يمكن سماعها. يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة مكبر صوت صغير مدمج في الهاتف. تؤثر الموجات الكهربائية على المجال المغناطيسي ،تغيير قوتها. هذا يتسبب في اهتزاز الغشاء ، مما ينتج عنه موجات صوتية تعرف بصوت المتصل.
ما هي الموجات التي يسمعها الشخص؟
فقط الموجات التي يمكن أن يسمعها البشر تسمى الموجات الصوتية.
الصوت هو موجات ميكانيكية ذات مدى معين يمكن أن يميزها الشخص. تشير الدراسات إلى أن أجهزة السمع البشرية تتلقى موجات في نطاق من 16 هرتز إلى 20000 هرتز. بالإضافة إلى الموجات التي يقل ترددها عن 16 هرتز (فوق الصوت) وأكثر من 20000 هرتز (الموجات فوق الصوتية). لكنها ليست ضمن نطاق السمع ولا يشعر بها أي شخص.
الصورة توضح مدى السمع البشري.
الموجات فوق الصوتية الصوتية
| _ | _ | _
0 16–20 20000 هرتز
الترددات الأخرى يمكن تمييزها عن طريق الحيوانات أو الحشرات الفردية ، بما في ذلك الأسماك والفراشات والكلاب والقطط والخفافيش والدلافين.
كيفية التعرف على مصدر الصوت؟ المصادر هي جميع أنواع الأجسام التي تصدر اهتزازات بتردد صوتي (من 16 إلى 20000 هرتز)
مصادر اصطناعية
كل ما صنعه الإنسان ، وليس الطبيعة ، يمكن أن يُعزى إلى مصادر الصوت الاصطناعية ، أمثلة: الشوكة الرنانة ، الجرس ، الترام ، الراديو ، الكمبيوتر. يمكنك تجربة كيفية إنشاء الموجة الصوتية. للتجربة ، تحتاج إلى مسطرة معدنية مثبتة في ملزمة. إذا كنت تعمل على المسطرة ، يمكنك ملاحظة الاهتزازات ، ولكن لن يُسمع أي صوت. لكن في نفس الوقت ، تتشكل موجة ميكانيكية بالقرب من المسطرة.نطاق اهتزاز المسطرة أقل من تردد الصوت ، لذلك لا يسمع الشخص الصوت. بناءً على هذه التجربة ، تم اختراع جهاز يسمى الشوكة الرنانة في نهاية القرن التاسع عشر.
يصدر الصوت فقط عندما يهتز الجسم بتردد صوتي. تسير الأمواج في اتجاهات مختلفة. يجب أن يكون هناك وسط بين الأذن ومصدر الصوت. يمكن أن يكون غازًا أو سائلًا أو سطحًا صلبًا ، لكن يجب أن تكون بالتأكيد جزيئات تنقل الموجات. يتم نقل اهتزازات الصوت فقط في حالة وجود مثل هذه البيئة. إذا لم يكن هناك مادة فلن يكون هناك صوت.
الشروط المطلوبة للحصول على الصوت
لإنشاء موجة صوتية يجب أن تكون:
- المصدر.
- الأربعاء.
- السمع.
- التردد 16-20000 هرتز.
- كثافة
الإدراك الصوتي هو عملية ذاتية تعتمد على حالة العضو السمعي ورفاهية الشخص. تعمل الميكروفونات على نفس مبدأ الأذنين ، فبدلاً من طبلة الأذن فقط ، يحتوي الميكروفون على لوحة معدنية رفيعة صغيرة متصلة بمغناطيس. مع تغير ضغط الهواء على اللوحة ، تتذبذب المغناطيس وتنتج اهتزازات كهربائية.
إنجازات صوتية
في الماضي ، كان الناس يحفظون الصوت بطرق مختلفة: على أسطوانات الفينيل ، أو الأفلام الفوتوغرافية ، أو كجزيئات مغناطيسية على شريط مغناطيسي. يقوم الكمبيوتر كمصدر صوت بتخزين معلومات حول المستوى الحالي ، ويقرأ المستوى بانتظامالجهد وتخزين كل قيمة كرقم. في الوقت الحاضر ، تحتوي جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا على بطاقة صوت ، والتي تتيح لك تسجيل وتشغيل الرسائل الصوتية والموسيقى من الأجهزة الخارجية (الميكروفون ، ومسجل الشريط ، والأقراص المضغوطة) أو معالجة بيانات الصوت الرقمية المسجلة على مصدر صوت رقمي ، أو وسائط معلومات (محركات الأقراص الثابتة ، DVD و CD و Blu-ray) وإخراجها إلى مكبرات الصوت
تطوير التكنولوجيا الرقمية لا يزال قائما. في 100 عام فقط ، تقدم تقدم الصوت من عصر التسجيل الميكانيكي ، من علب الموسيقى ، إلى عصر التسجيل الرقمي. التقدم في الصوتيات مذهل بالفعل.
وجد العلماء طريقة لنقل البيانات من كمبيوتر إلى كمبيوتر باستخدام الصوت فقط. تم إنشاء مشرط صوتي قادر على فصل حتى خلية واحدة ، يقوم خبراء تقنية النانو بالفعل بتطوير طريقة لإعادة شحن الهاتف المحمول بمساعدة الصوت. في المستقبل ، تنتظر البشرية اكتشافات لا تصدق حيث يلعب الصوت دورًا مباشرًا.
