مبانی صوت و فیزیک صدا

امواج صوتی چگونه منتشر می‌شوند در 3 گام [انواع و ویژگی‌های امواج صوتی]

امواج صوتی چگونه منتشر می‌شوند [انواع و ویژگی‌های امواج صوتی]

صدا یکی از آشناترین پدیده‌های زندگی روزمره است، اما بنظر شما امواج صوتی چگونه منتشر می‌شوند؟

من محسن شهریور از ونج آدیو اینجا هستم که در این مقاله مرتبط با دسته آموزش های مبانی صوت و فیزیک صدا به این مهم بپردازم.

ما هر روز صداهای مختلفی از حرف زدن، موسیقی، صدای خودروها یا پرندگان را می‌شنویم، اما کمتر به این فکر می‌کنیم که صدا چگونه به گوش ما می‌رسد.

برای درک بهتر این موضوع، باید بدانیم امواج صوتی چیستند، چگونه حرکت می‌کنند، چه انواعی دارند و چه ویژگی‌هایی باعث می‌شود صداها متفاوت به نظر برسند.

 

امواج صوتی چیست؟

امواج صوتی چیست؟

 

امواج صوتی چیست؟

امواج صوتی در اصل ارتعاش ذرات محیط اطراف هستند.

وقتی جسمی مثل تارهای صوتی، بلندگو یا سیم گیتار به ارتعاش در می‌آید، ذرات محیط اطراف خود (مثلاً هوا) را به جلو و عقب هل می‌دهد.

این حرکت رفت‌وبرگشتی، انرژی را از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌کند و ما آن را به شکل صدا دریافت می‌کنیم.

به زبان ساده، صدا چیزی جز انرژی مکانیکی نیست که از طریق امواج طولی در محیط مادی (هوا، آب، فلز و غیره) حرکت می‌کند.

بدون وجود محیط مادی، صدا نمی‌تواند منتشر شود.

به همین دلیل در خلا هیچ صدایی وجود ندارد.

ما در مقاله ای مجزا نیز با نام صوت چیست؟ به این مسئله بطور مفصل تر پرداخته ایم که پیشنهاد میکنیم آنرا نیز مطالعه کنید.

 

انتشار امواج صوتی چگونه است؟

انتشار امواج صوتی چگونه است؟

 

انتشار امواج صوتی چگونه است؟

برای پاسخ دقیق تر به سوال اینکه “امواج صوتی چگونه منتشر می‌شوند” باید بگوییم که: وقتی یک منبع صوتی شروع به ارتعاش می‌کند، ذرات محیط در اطراف آن نیز دچار تراکم و انبساط می‌شوند.

این تراکم‌ها و انبساط‌ها به‌صورت متوالی در محیط حرکت کرده و موج صوتی را تشکیل می‌دهند.

مثال ساده: تصور کنید یک فنر مارپیچ را فشار دهید و رها کنید.

فشردگی و کشیدگی فنر به سمت جلو حرکت می‌کند، در حالی که خود ذرات فنر فقط کمی عقب و جلو می‌شوند.

در موج صوتی هم همین اتفاق رخ می‌دهد؛

ذرات هوا جابه‌جا نمی‌شوند، بلکه ارتعاش خود را به ذرات کناری منتقل می‌کنند.

 

سرعت انتشار صوت

مقوله دیگری که علاوه بر اینکه درباره نحوه انتشار امواج صوتی اهمیت دارد، سرعت آن است.

سرعت حرکت امواج صوتی به نوع محیط بستگی دارد.

  • در هوا با دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد، سرعت صوت حدود ۳۴۳ متر بر ثانیه است.
  • در آب، به دلیل تراکم بیشتر، سرعت صدا حدود ۱۵۰۰ متر بر ثانیه است.
  • در فلزات مثل فولاد، سرعت صوت حتی به بیش از ۵۰۰۰ متر بر ثانیه می‌رسد.

پس هر چه ذرات محیط به هم نزدیک‌تر و منسجم‌تر باشند، صدا سریع‌تر منتقل می‌شود.

 

انواع امواج صوتی بر اساس نوع انتشار در محیط

انواع امواج صوتی بر اساس نوع انتشار در محیط

 

انواع امواج صوتی بر اساس نوع انتشار در محیط

  • امواج طولی: همان امواجی که در هوا و بیشتر محیط‌ها باعث شنیدن صدا می‌شوند.
    در این نوع موج، ارتعاش ذرات در راستای انتشار موج است.
  • امواج عرضی: صدا به طور طبیعی عرضی نیست.
    اما در محیط‌های خاص مثل ارتعاش در سطح جامدات یا سیم‌های موسیقی، می‌تواند به صورت عرضی نیز منتشر شود.

 

انتشار امواج صوتی سیستم ماشین

انتشار امواج صوتی سیستم ماشین

 

انتشار امواج صوتی سیستم ماشین

مقوله تخصصی تر که باید در اینجا به آن بپردازیم و خالی از لطف نیست، مسئله انتشار امواج سیستم صوتی خودرو است.

همانطور که می دانید در سیستم صوتی ماشین انواع و اقسام بلندگو وجود دارد که هر کدام وطیفه انتشار امواج صوتی در فرکانس های مختلف را دارند.

بعنوان مثال وظیفه انتشار فرکانس های زیر 200 هرتز با ساب ووفر است، در حالی که پس از آن در بازه فرکانسی 200 تا 500 هرتز بایستی میدبیس فرکانس را اجرا کند!

از بازه 500 تا 10 کیلوهرتز هم که میدرنج نامیده می شود و باندهای از جنس میدرنج آنرا به خوبی اجرا می کنند.

اما در فرکانس های بالا وظیفه انتشار امواج صوتی برعهده صفحه های اندک کوچک اما با رزونانس های میلی متر سریع برای انتشار امواج صوتی با طول موج بسیار کوتاه است.

 

چرا صداها متفاوت شنیده می‌شوند؟

درباره نحوه انتشار امواج صوتی صحبت کردیم، اما چرا این انتشار در حالات مختلف باعث متفاوت شنیده شدن صدا می شود؟

دو عامل اصلی باعث تفاوت صداها می‌شود:

  1. فرکانس پایه که زیر و بمی صدا را مشخص می‌کند.
  2. هارمونیک‌ها و ترکیب فرکانسی که کیفیت و شخصیت صدا را شکل می‌دهند.

به همین دلیل است که حتی اگر دو نفر یک کلمه را با یک فرکانس بیان کنند، همچنان صداهایشان متفاوت شنیده می‌شود.

و یا حتی اگر در محیط های مختلفی قرار بگیریم، نحوه انتشار امواج صوتی متفاوت می شود و ممکن است با رزونانس یا برگشت صدا همراه شود و در نهایت باعث متفاوت شنیده شدن صدا گردد!

 

نحوه انتشار امواج صوتی چطور و چرا؟

نحوه انتشار امواج صوتی چطور و چرا؟

 

جمع‌بندی: نحوه انتشار امواج صوتی چطور و چرا؟

امواج صوتی ارتعاشاتی هستند که برای انتشار به محیط مادی نیاز دارند.

این امواج به صورت طولی حرکت کرده و سرعت آن‌ها بسته به محیط تغییر می‌کند.

صداهایی که ما می‌شنویم تنها بخشی از طیف گسترده امواج صوتی هستند؛

زیر شنوایی و فراشنوایی نیز وجود دارند که انسان قادر به شنیدن آن‌ها نیست.

ویژگی‌هایی مانند فرکانس، دامنه، طول موج و شدت، ماهیت هر صدا را مشخص می‌کنند و باعث می‌شوند ما تنوع گسترده‌ای از اصوات را تجربه کنیم.

درک این اصول ساده به ما کمک می‌کند بهتر بفهمیم صدا چگونه کار می‌کند و چرا دنیای شنیداری ما تا این حد غنی و متنوع است.

امیدواریم که در این مقاله به سوال نحوه انتشار امواج صوتی که بسیار هم مهم است پاسخ مناسبی داده باشیم!

author-avatar

درباره محسن شهریور

محسن شهریور مهندس شیمی با مدرک کارشناسی ارشد مهندسی شیمی است. وی فعال در زمینه تولید محتوا، وبمستری سایت و سیستم صوتی خودرو است و بنیانگذار ونج آدیو است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *