يرغب العديد من الأشخاص في العثور على إجابات لأسئلة حول ماهية الظواهر الصوتية وكيف ومن أين أتوا. كيف تختلف بعض الأصوات عن الأخرى؟ لماذا نسمعهم؟
سننظر اليوم في قسم الفيزياء الذي يدرس الظواهر الصوتية. يسمى هذا القسم الصوتيات.
التذبذب هو سبب كل الأصوات على الكوكب
إذا سمعنا نوعًا من الضوضاء ، فيمكننا عقليًا تخيل هذا المصدر الذي يصنعه. لذا ، إذا نظرنا إليها ، سنرى ما يتقلب. عندما نتحدث ، تهتز الحبال الصوتية داخل أجسادنا. وهكذا نسمع صوتنا. نلاحظ ونسمع أمثلة عن الظواهر الصوتية في الفيزياء كل يوم.
الخلفية التاريخية
يدرس فيزياء الظواهر الصوتية منذ العصور القديمة. رفقائنا الأبديون في الحياة هم أصوات وأصوات. هناك اهتزازات ضوضاء ممتعة لنا ، بينما يزعجنا الآخرون. من هذه الكلمات ، يمكننا أن نستنتج أن الأصوات والظواهر الصوتية تؤثر على وعي ورفاهية الإنسان بطرق مختلفة. من المعروف أن بعض الأصوات يمكن أن تدفع الشخص إلى الجنون ، ولكن هناك أصوات لذلكقادرة على علاج أي مرض في الإنسان. كل هذه الاكتشافات قام بها الإنسان قبل عصرنا. بعد ذلك بقليل ستتعرف على ماهية الظواهر الصوتية. في غضون ذلك ، لنتحدث عن الاكتشافات في مجال الصوتيات.
الحضارات القديمة
لاحظ رجال الدين في معابد مصر القديمة التأثير الشافي المذهل للصوت على الإنسان. وبطبيعة الحال ، استخدموا هذه الظاهرة لأغراض دينية. الآن لم تكن عطلات المصريين خالية من الجوقات والهتافات. بعد ذلك بقليل ، اقتحمت الموسيقى والأصوات كنائس المسيحيين. كان الهنود أول من أتقن مستوى عالٍ من المهارة الموسيقية. بالعودة إلى تلك الأوقات البعيدة ، قاموا بإنشاء واستخدام التدوين الموسيقي بنشاط. وهب الهنود كل ملاحظة بمعنى معين. النغمة الأخيرة على المقياس "ني" تدل على الحزن والملاحظة "باس" تدل على الفرح.
فيثاغورس - أبو الصوتيات
منذ العصور القديمة ، سعى الناس لدراسة الظواهر الصوتية. على سبيل المثال ، أجرى عالم الرياضيات والفيلسوف اليوناني القديم فيثاغورس ، الذي عاش منذ حوالي 2.5 ألف سنة ، تجارب مختلفة مع الأصوات. بفضل اكتشافاته ، أثبت أن النغمة المنخفضة للأدوات متأصلة فقط في أولئك الذين لديهم أوتار طويلة. عندما ينقسم الوتر إلى النصف ، يرتفع الصوت بمقدار أوكتاف واحد. بفضل هذه الاستنتاجات التي توصل إليها فيثاغورس ، تم وضع الأساس في فرع الفيزياء - الصوتيات. تم إنشاء الأجهزة الصوتية الأولى من قبل الإغريق ، الذين عاشوا في عصر العصور القديمة. استخدموها في المسارح. كانت هذه الأجهزة على شكل أبواق صغيرة أدخلها الممثلون في أقنعةهم من أجلتضخيم الصوت. بالمناسبة ، كانت ظاهرة تهمس تماثيل الآلهة في مصر القديمة مثيرة للغاية.
عصر النهضة والعصر الحديث
لقرون عديدة ، استمرت دراسة الظواهر الصوتية. على سبيل المثال ، حتى الرسام ليوناردو دافنشي كان يعمل في علم الصوتيات. وقد صاغ في كتاباته مبدأ استقلالية الموجات الصوتية عن مصادرها المختلفة. بعد 400 عام في فرنسا في أكاديمية باريس للعلوم ، نشر جوزيف سافير "مذكرات حول الصوتيات". ثم درس نيوتن عمل Saver. بناءً على نتائجه واستنتاجاته ، طور حسابًا لطول الموجة الصوتية. توصل نيوتن إلى استنتاج مفاده أن الطول الموجي للموجة الصوتية يبلغ ضعف طول الأنبوب الذي ينتج هذا الصوت.
تعريف الصوت
ما الذي يشير إلى الظواهر الصوتية؟ دعنا ننتقل إلى تعريف مصطلح "الصوت". هذه اهتزازات ميكانيكية تنتشر في وسط مرن مثل الغاز والسوائل والمواد الصلبة. يتم إدراك هذه الاهتزازات الميكانيكية من قبل أجهزة السمع ، أي آذاننا. أبسط مثال يشرح جوهر الصوت هو وتر أي آلة موسيقية. ينقل الاهتزازات إلى جزيئات الهواء المحيطة. تنتقل الاهتزازات بعيدًا ، وعندما تصل إلى الأذن تتسبب في اهتزاز طبلة الأذن. بهذه الطريقة نسمع الصوت بشكل مختلف.
الظواهر الصوتية في الطبيعة
لا يمكن رؤية الموجات الصوتية. ومع ذلك ، يمكنك أن تتخيل كيف سيبدو. للقيام بذلك ، تحتاج إلى الذهاب إلى أي جسم مائي. إذا تركتالحجر في بحيرة أو بركة ، ثم في البداية سترى منخفضًا. ثم يرتفع الماء ، ونتيجة لذلك ، تظهر الأمواج على سطح الخزان ، والتي تتناوب بين المنخفضات والتلال. سوف ينتشرون في كل الاتجاهات
أقسام في الصوتيات
قضايا الأصل والانتشار ، وكذلك امتصاص الصوت ، يتم التعامل معها بواسطة الصوتيات. على مدى السنوات العشر الماضية ، اكتشفت الصوتيات الفيزيائية أصواتًا تتجاوز حدود السمع. يتم دراستها بواسطة الموجات فوق الصوتية. تتعامل تقنية الصوتيات مع عمليات استقبال وإرسال واستقبال التسجيلات الصوتية باستخدام الأجهزة الكهربائية. القسم التالي الذي يدرس انتشار الصوت في الغرفة هو الصوتيات المعمارية. بالنسبة لها ، لا تعتبر أبعاد وأشكال الغرفة التي يتم فيها دراسة الصوت فقط مهمة ، ولكن أيضًا المواد التي تغطي جدران وسقوف الغرفة. تدرس الصوتيات الموسيقية طبيعة الأصوات الموسيقية وأصلها. إلى جانب الأقسام الأخرى ، هناك أيضًا الصوتيات البحرية (الصوتيات المائية). إنه مصمم لدراسة الظواهر الصوتية في البيئة المائية. علم الصوتيات ضروري لتطوير وإنشاء أجهزة صوتية يمكن استخدامها في الغواصات. هناك نوع آخر - الصوتيات الجوية. تدرس الظواهر الصوتية في الغلاف الجوي. الصوتيات الفسيولوجية تقف حراسة على أجهزة السمع. بفضله ، نعرف قدرات أجهزتنا وهيكلها وعملها. يدرس هذا النوع من الصوتيات تكوين أصوات أعضاء الكلام. والنوع الأخير هو الصوتيات البيولوجية. انها تتعامل مع الموجات فوق الصوتية والصوتيةالتواصل مع الحيوانات. تدرس أيضًا آليات تحديد الموقع التي تستخدمها الحيوانات ، بالإضافة إلى أن الصوتيات البيولوجية مصممة للتحقيق في مشاكل الضوضاء والاهتزازات ، فهي ضرورية من أجل مكافحة الضوضاء الضارة وتحسين البيئة.
ظواهر صوتية طبيعية غير طبيعية
هناك أماكن على كوكبنا معروفة بظاهرة الطنين. يوصف بأنه همهمة ثابتة ومنخفضة التردد. لم يتم اكتشاف مصدر هذا الصوت بعد. تمتلك مدينة Talas في نيو مكسيكو مصدر صوت شاذ. والمثير للدهشة أن 2٪ فقط من السكان المحليين في المدينة يسمعون هذا الطنين ، ويقولون إن الصوت مزعج للغاية.
ظواهر صوتية طبيعية غير طبيعية
أحد أكثر الأصوات متعة التي يعتبرها الناس خرخرة القطط. لا يزال العلماء يدرسون هذه الظاهرة. لا يزال أصل هذا الصوت غير معروف. لا تقل الأصوات المدهشة في الطبيعة عن الأصوات المعقدة والطويلة للغاية التي تصدرها ذكور الحيتان الحدباء. اعتقد كثير من العلماء أن هذا ضروري لجذب الإناث ، لكن الدراسات الحديثة أثبتت أن الصوت لا يجذب الإناث إطلاقا بل الذكور.
هناك عدد هائل من الأصوات في الطبيعة. نسمع الرعد. في الشتاء ، تساقط الثلوج تحت أقدامنا. إذا صرخت في الغابة ، فسوف نسمع صدى. إنه أيضًا مثال على الظواهر الصوتية في الطبيعة.
وهكذا ، فقد درسنا أمثلة على الظواهر الصوتية في الفيزياء والطبيعة. الآن أنت لا تخاف من أي عمل تجريبي
