لماذا لا يسمع الصوت دائما؟ المسافة بين مصدر الصوت وجهاز الاستقبال. 1 م. 4 م. 8 م. 13 م. التسجيل الصوتي للصوت. 1. 2. 3. 4. الاستنتاج: لا يمكن للصوت أن ينتقل لمسافة كبيرة بشكل تعسفي، لأن اهتزازات جزيئات الهواء تموت بمرور الوقت. بالنسبة للمستمع البعيد عن مصدر الصوت، فقد لا يكون مسموعًا.
الشريحة 24من العرض "عالم الأصوات السحري". حجم الأرشيف مع العرض التقديمي هو 2834 كيلو بايت.الفيزياء الصف السابع
ملخص العروض الأخرى"انعكاس الموجات الصوتية" - تعتبر الأصداء تداخلاً كبيرًا في التسجيلات الصوتية. تطبيقات عملية. أنواع الصدى. انعكاس الموجات المستوية. وبخلاف ذلك، يحدث تشتت الصوت أو حيود الصوت. . ما هو انعكاس الصوت؟ صدى صوت. صدى الصوت ينعكس الصوت. انعكاس الصوت. كقاعدة عامة، O. Z. مصحوبة بتكوين موجات منكسرة في الوسط الثاني. انعكاس الصوت في القاعات. حالة خاصة لـ O.z. - الانعكاس من سطح حر.
"أمثلة على الآليات البسيطة" - الكتل. كفاءة حاجز. صلب. استخدام الرافعة المالية. آليات بسيطة. كتلة ثابتة. باستخدام إسفين. كفاءة بعض الآليات. حكم النفوذ. ذراع الرافعة. وتد. بوابة. استخدام الرافعة المالية. كفاءة. القوة التي تحرك الجسم . رافعة البكرة. "القاعدة الذهبية" للميكانيكا. حكم اللحظات. كتلة متحركة. مستوى مائل. استخدام الإسفين عند رفع الأثقال. أفسد.
"قيمة الكثافة" - الخبرة. الوحدات. كثافة المادة. تحديد الكثافة. كيف يمكنك العثور على كتلة الجسم؟ طلب. تعريف. النحاس والألومنيوم لهما كثافات مختلفة. تكرار المواد. تكرار ما تم تغطيته. كتلة مختلفة من الجزيئات. حقائق الملاحظات. هل من الممكن دائمًا تحديد الكتلة تجريبيًا؟ صيغة لحساب الكثافة. تلخيص. ما هي المادة التي لها أكبر كثافة؟ المعنى الجسدي.
"حالة التجميع" - غالبًا ما تُعتبر الحالة الرابعة لتجمع المادة هي البلازما. الحالة الغازية. عرض تقديمي حول موضوع: "الحالات التجميعية للمادة." في مقياس الحرارة، الزئبق سائل. كتاب مدرسي. بالقرب من الأرض، توجد البلازما على شكل الرياح الشمسية والغلاف الأيوني. بوتشاريفسكي ايليا. الحالة السائلة. بلازما. سعة الاهتزاز عادة ما تكون صغيرة مقارنة بالمسافات بين الذرات. الحالة الصلبة. السائل هو حالة تجمع المادة، وهي حالة وسطية بين الحالة الصلبة والغازية.
"إضافة قوتين" - نمط الإغاثة العميقة. محصلة قوتين متساويتين ومتعاكستين في الاتجاه. قم بتسمية القوى الموضحة في الشكل. محصلة قوتين تؤثران على جسم في خط مستقيم واحد. أهداف و غايات. قم بتسمية القوى بالأحرف المناسبة. إظهار الخبرة. إضافة قوتين موجهتين في خط مستقيم واحد. اختبار. محصلة قوتين موجهتين في خط مستقيم واحد. حل المشاكل.
"تبخر وتكثيف السوائل" - ما هي المبادئ الأساسية للنظرية الجزيئية لبنية المادة. تعلم مواد جديدة. التبخر والتكثيف. ما الذي يحدد معدل التبخر؟ كلما زادت مساحة سطح السائل، كلما حدث التبخر بشكل أسرع. عند الخروج من النهر في يوم حار، تشعر بالبرد. التكثيف هو ظاهرة تحول البخار إلى سائل. التبخر هو ظاهرة تحويل السائل إلى بخار. السيطرة الواردة.
ينتقل الصوت عبر الموجات الصوتية. لا تنتقل هذه الموجات عبر الغازات والسوائل فحسب، بل عبر المواد الصلبة أيضًا. يتكون عمل أي موجات بشكل أساسي من نقل الطاقة. وفي حالة الصوت، يأخذ النقل شكل حركات دقيقة على المستوى الجزيئي.
في الغازات والسوائل، تحرك الموجة الصوتية الجزيئات في اتجاه حركتها، أي في اتجاه الطول الموجي. في المواد الصلبة، يمكن أيضًا أن تحدث اهتزازات صوتية للجزيئات في اتجاه عمودي على الموجة.
تنتقل الموجات الصوتية من مصادرها في كافة الاتجاهات، كما هو موضح في الصورة على اليمين، والتي تظهر جرسًا معدنيًا يصطدم بلسانه بشكل دوري. تتسبب هذه الاصطدامات الميكانيكية في اهتزاز الجرس. تنتقل طاقة الاهتزازات إلى جزيئات الهواء المحيط، ويتم دفعها بعيدا عن الجرس. ونتيجة لذلك، يزداد الضغط في طبقة الهواء المجاورة للجرس، والتي تنتشر بعد ذلك على شكل موجات في كل الاتجاهات من المصدر.
سرعة الصوت مستقلة عن مستوى الصوت أو النغمة. جميع الأصوات الصادرة من الراديو في الغرفة، سواء كانت عالية أو هادئة، عالية أو منخفضة الطبقة، تصل إلى المستمع في نفس الوقت.
تعتمد سرعة الصوت على نوع الوسط الذي ينتقل فيه ودرجة حرارته. في الغازات، تنتقل الموجات الصوتية ببطء لأن بنيتها الجزيئية المتخلخلة توفر مقاومة قليلة للضغط. تزداد سرعة الصوت في السوائل، وتصبح أسرع في المواد الصلبة، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه بالمتر في الثانية (m/s).
مسار الموجة
تنتقل الموجات الصوتية عبر الهواء بطريقة مشابهة لتلك الموضحة في الأشكال الموجودة على اليمين. تتحرك مقدمات الموجة من المصدر على مسافة معينة من بعضها البعض، يحددها تردد اهتزازات الجرس. يتم تحديد تردد الموجة الصوتية من خلال حساب عدد مقدمات الموجات التي تمر عبر نقطة معينة لكل وحدة زمنية.
تتحرك مقدمة الموجة الصوتية بعيدًا عن الجرس المهتز.
في الهواء الساخن بشكل منتظم، ينتقل الصوت بسرعة ثابتة.
الجبهة الثانية تتبع الأولى على مسافة تساوي الطول الموجي.
تكون شدة الصوت أعظم ما يكون بالقرب من المصدر.
تمثيل رسومي لموجة غير مرئية
السبر الصوتي للأعماق
يمر شعاع السونار من الموجات الصوتية بسهولة عبر مياه المحيط. يعتمد مبدأ السونار على أن الموجات الصوتية تنعكس من قاع المحيط؛ يستخدم هذا الجهاز عادةً لتحديد ميزات التضاريس تحت الماء.
المواد الصلبة المرنة
ينتقل الصوت في لوح خشبي. ترتبط جزيئات معظم المواد الصلبة بشبكة مكانية مرنة، وهي مضغوطة بشكل سيئ وفي نفس الوقت تعمل على تسريع مرور الموجات الصوتية.
الفكرة الأولى حول الموسيقى الكونية للفضاء بسيطة للغاية: لا توجد موسيقى هناك على الإطلاق ولا يمكن أن تكون موجودة. الصمت. تنشر الأصوات اهتزازات جزيئات الهواء أو السائل أو المواد الصلبة، وفي الفضاء، في الغالب، لا يوجد سوى فراغ، فراغ. ليس هناك ما يتردد، ولا شيء يصدر صوتًا، ولا يوجد مكان لتأتي الموسيقى: "في الفضاء، لن يسمع أحد صراخك". يبدو أن الفيزياء الفلكية والأصوات قصتان مختلفتان تمامًا.
من غير المرجح أن توافق واندا دياز ميرسيد، عالمة الفيزياء الفلكية في المرصد الفلكي بجنوب إفريقيا والتي تدرس انفجارات أشعة جاما، على هذا الرأي. في سن العشرين، فقدت بصرها وكانت فرصتها الوحيدة للبقاء في مجال العلوم المفضلة لديها هي تعلم الاستماع إلى الفضاء، وهو ما فعلته دياز ميرسيد بشكل جيد. قامت مع زملائها بإنشاء برنامج يترجم البيانات التجريبية المختلفة من مجالها (على سبيل المثال، منحنيات الضوء - اعتماد شدة إشعاع الجسم الكوني في الوقت المناسب) إلى تركيبات صغيرة، وهو نوع من نظائرها الصوتية المعتادة الرسوم البيانية المرئية. على سبيل المثال، بالنسبة لمنحنيات الضوء، تمت ترجمة الشدة إلى تردد صوت يتغير بمرور الوقت - أخذت واندا البيانات الرقمية وقارنت الأصوات بها.
بالطبع، بالنسبة للغرباء، تبدو هذه الأصوات، المشابهة لرنين الأجراس البعيدة، غريبة إلى حد ما، لكن واندا تعلمت "قراءة" المعلومات المشفرة فيها جيدًا لدرجة أنها تواصل دراسة الفيزياء الفلكية جيدًا وغالبًا ما تكتشف أنماطًا مراوغة زملائها المبصرين. يبدو أن الموسيقى الكونية يمكنها أن تحكي الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام حول كوننا.
مركبات المريخ وغيرها من المعدات: المداس الميكانيكي للبشرية
تسمى التقنية التي يستخدمها Diaz-Merced Sonification - ترجمة صفائف البيانات إلى إشارات صوتية، ولكن في الفضاء هناك العديد من الأصوات الحقيقية للغاية، لم يتم توليفها بواسطة الخوارزميات. يرتبط بعضها بأشياء من صنع الإنسان: نفس المركبات تزحف على طول سطح الكوكب ليس في فراغ كامل، وبالتالي تنتج الأصوات حتما.
يمكنك سماع ما يخرج من هذا على الأرض. وهكذا، أمضى الموسيقار الألماني بيتر كيرن عدة أيام في مختبرات وكالة الفضاء الأوروبية وسجل مجموعة صغيرة من الأصوات من اختبارات مختلفة هناك. ولكن فقط عند الاستماع إليهم، تحتاج دائمًا إلى إجراء تصحيح بسيط عقليًا: فالمريخ أكثر برودة منه على الأرض، والضغط الجوي أقل بكثير، وبالتالي فإن جميع الأصوات هناك تبدو أقل بكثير من نظيراتها الأرضية.
هناك طريقة أخرى أكثر تعقيدًا بعض الشيء لسماع أصوات آلاتنا التي تغزو الفضاء: يمكنك تركيب أجهزة استشعار تسجل الاهتزازات الصوتية التي لا تنتشر عبر الهواء، بل مباشرة في أجسام المركبات. هكذا أعاد العلماء بناء الصوت الذي نزلت به المركبة الفضائية "فيلة" إلى السطح في عام 2014 - "ضجة" إلكترونية قصيرة، كما لو أنها خرجت من ألعاب وحدة تحكم Dandy.
محطة الفضاء الدولية المحيطة: التكنولوجيا تحت السيطرة
غسالة، سيارة، قطار، طائرة - يمكن للمهندس ذو الخبرة في كثير من الأحيان معرفة ما إذا كان هناك خطأ ما من خلال الأصوات التي يصدرها، وهناك المزيد والمزيد من الشركات التي تحول التشخيص الصوتي إلى أداة مهمة وقوية. تُستخدم الأصوات ذات الأصل الكوني أيضًا لأغراض مماثلة. على سبيل المثال، يقول رائد الفضاء البلجيكي فرانك دي وين إنهم يقومون في كثير من الأحيان في محطة الفضاء الدولية بإجراء تسجيلات صوتية لمعدات التشغيل، والتي يتم إرسالها إلى الأرض لمراقبة تشغيل المحطة.
الثقب الأسود: أعمق صوت على وجه الأرض
السمع البشري محدود: فنحن ندرك الأصوات بترددات تتراوح من 16 إلى 20000 هرتز، ولا يمكننا الوصول إلى جميع الإشارات الصوتية الأخرى. هناك إشارات صوتية كثيرة في الفضاء تفوق قدراتنا. أحد أشهرها ينتج عن ثقب أسود هائل في مجموعة مجرات بيرسيوس - وهو صوت منخفض بشكل لا يصدق يتوافق مع اهتزازات صوتية بفترة عشرة ملايين سنة (للمقارنة، يمكن للشخص اكتشاف موجات صوتية بفترة بحد أقصى خمسمائة من الثانية).
صحيح أن هذا الصوت نفسه، الذي ولد من اصطدام نفاثات عالية الطاقة من الثقب الأسود وجزيئات الغاز المحيطة به، لم يصل إلينا - لقد تم خنقه بسبب فراغ الوسط البينجمي. لذلك أعاد العلماء بناء هذا اللحن البعيد من الأدلة غير المباشرة عندما رصد تلسكوب شاندرا للأشعة السينية المداري دوائر عملاقة متحدة المركز في سحابة الغاز حول برشاوس - وهي مناطق ذات تركيزات عالية ومنخفضة من الغاز نشأت عن موجات صوتية قوية بشكل لا يصدق من الثقب الأسود.
موجات الجاذبية: أصوات ذات طبيعة مختلفة
أحيانًا تصدر الأجسام الفلكية الضخمة نوعًا خاصًا من الموجات من حولها: الفضاء المحيط بها إما ينضغط أو ينفك الضغط، وتنتقل هذه الاهتزازات عبر الكون بأكمله بسرعة الضوء. في 14 سبتمبر 2015، وصلت إحدى هذه الموجات إلى الأرض: هياكل يبلغ طولها كيلومترات من أجهزة كشف موجات الجاذبية، امتدت وضغطت إلى أجزاء متلاشية من الميكرونات، حيث مرت عبرها موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين على بعد مليارات السنين الضوئية من الأرض. فقط بضع مئات من ملايين الدولارات (تقدر تكلفة تلسكوبات الجاذبية التي التقطت الأمواج بحوالي 400 مليون دولار)، وتطرقنا إلى التاريخ العالمي.
تعتقد عالمة الكونيات جانا ليفين أنه إذا كنا (غير محظوظين بما فيه الكفاية) لنكون أقرب إلى هذا الحدث، فسيكون من الأسهل بكثير اكتشاف موجات الجاذبية: فهي ببساطة ستسبب اهتزازات في طبلة الأذن، ينظر إليها وعينا على أنها صوت. حتى أن مجموعة ليفين قامت بمحاكاة هذه الأصوات - لحن ثقبين أسودين يندمجان على مسافة لا يمكن تصورها. فقط لا تخلط بينه وبين الأصوات الشهيرة الأخرى لموجات الجاذبية - وهي انفجارات إلكترونية قصيرة تتوقف في منتصف الجملة. وهذا ليس سوى صوتنة، أي موجات صوتية لها نفس الترددات والسعات مثل إشارات الجاذبية المسجلة بواسطة أجهزة الكشف.
وفي مؤتمر صحفي في واشنطن، أدرج العلماء صوتًا مزعجًا جاء من هذا الاصطدام من مسافة بعيدة لا يمكن تصورها، لكنه كان مجرد محاكاة جميلة لما كان سيحدث لو لم يسجل الباحثون موجة جاذبية، بل نفس الشيء تمامًا. في جميع المعلمات (التردد، السعة، الشكل) موجة الصوت.
المذنب تشوريوموف - جيراسيمينكو: مركب عملاق
نحن لا نلاحظ كيف يغذي علماء الفيزياء الفلكية خيالنا بالصور المرئية المحسنة. صور ملونة من التلسكوبات المختلفة ورسوم متحركة ونماذج وخيالات مبهرة. في الواقع، كل شيء في الفضاء أكثر تواضعا: أكثر قتامة، وأكثر قتامة وبدون صوت، ولكن لسبب ما، تكون التفسيرات المرئية للبيانات التجريبية أقل إرباكا بكثير من الإجراءات المماثلة مع الأصوات.
وربما تتغير الأمور قريبا. بالفعل، غالبًا ما يساعد الصوتنة العلماء على رؤية (أو بالأحرى "سماع" - هذه هي التحيزات المكرسة في اللغة) أنماطًا جديدة غير معروفة في نتائجهم. وهكذا، فوجئ الباحثون بأغنية المذنب تشوريوموف - جيراسيمينكو - تذبذبات المجال المغناطيسي بترددات مميزة من 40 إلى 50 ميجاهرتز، مترجمة إلى أصوات، ولهذا السبب يُقارن المذنب بنوع من المُركب العملاق، الذي ينسج لحنها ليس من تيار كهربائي متناوب، بل من مجالات مغناطيسية متغيرة.
والحقيقة هي أن طبيعة هذه الموسيقى لا تزال غير واضحة، لأن المذنب نفسه ليس لديه مجال مغناطيسي خاص به. ولعل هذه التقلبات في المجالات المغناطيسية هي نتيجة تفاعل الرياح الشمسية والجزيئات المتطايرة من سطح المذنب إلى الفضاء الخارجي، لكن هذه الفرضية لم يتم التأكد منها بشكل كامل.
النجوم النابضة: إيقاع الحضارات خارج كوكب الأرض
ترتبط الموسيقى الكونية ارتباطًا وثيقًا بالتصوف. أصوات غامضة على القمر، لاحظها رواد فضاء مهمة أبولو 10 (على الأرجح، كانت تداخلًا في الاتصالات اللاسلكية)، وأغاني الكواكب "تنتشر في العقل في موجات من الهدوء"، وتناغم المجالات، في النهاية - ليس من السهل مقاومة الأوهام عند استكشاف المساحات الشاسعة من الفضاء. حدثت قصة مماثلة مع اكتشاف النجوم النابضة الراديوية - أجهزة قياس الإيقاع العالمية التي تنبعث منها نبضات راديوية قوية بشكل منهجي.
تم ملاحظة هذه الأجسام لأول مرة في عام 1967، ثم أخطأ العلماء في اعتبارها أجهزة إرسال راديو عملاقة لحضارة خارج كوكب الأرض، لكننا الآن على يقين تقريبًا من أن هذه نجوم نيوترونية مدمجة تتفوق على إيقاعها الراديوي لملايين السنين. تام تام تام - يمكن ترجمة هذه النبضات إلى أصوات، تمامًا كما يحول الراديو موجات الراديو إلى موسيقى للحصول على إيقاع كوني.
الفضاء بين النجوم والغلاف الأيوني لكوكب المشتري: أغاني الرياح والبلازما
يتم إنشاء العديد من الأصوات بواسطة الرياح الشمسية - تيارات من الجزيئات المشحونة من نجمنا. بسبب ذلك، يغني الغلاف الأيوني لكوكب المشتري (هذه تقلبات صوتية في كثافة البلازما التي تشكل الغلاف الأيوني)، وحلقات زحل وحتى الفضاء بين النجوم.
في سبتمبر 2012، غادر المسبار الفضائي "" النظام الشمسي للتو وأرسل إشارة غريبة إلى الأرض. تفاعلت تيارات الرياح الشمسية مع بلازما الفضاء بين النجوم، مما أدى إلى توليد تذبذبات مميزة للمجالات الكهربائية التي يمكن صوتنتها. ضجيج خشن رتيب يتحول إلى صافرة معدنية.
قد لا نترك نظامنا الشمسي أبدًا، ولكن لدينا الآن ما هو أكثر من مجرد صور فلكية ملونة. ألحان غريبة الأطوار تحكي عن العالم خارج كوكبنا الأزرق.
نحن ندرك الأصوات على مسافة من مصادرها. عادة ما يصل الصوت إلينا عبر الهواء. الهواء هو وسط مرن ينقل الصوت.
انتبه!
إذا تمت إزالة وسيط نقل الصوت بين المصدر والمستقبل، فلن ينتشر الصوت، وبالتالي لن يستقبله المستقبل.
مثال:
لنضع منبهًا أسفل جرس مضخة الهواء (الشكل 1).
طالما أن هناك هواء في الجرس، يمكن سماع صوت الجرس بوضوح. ومع ضخ الهواء من تحت الجرس، يضعف الصوت تدريجيًا ويصبح في النهاية غير مسموع. وبدون وسيط نقل، لا يمكن لاهتزازات لوحة الجرس أن تنتقل، ولا يصل الصوت إلى أذننا. دعونا نترك الهواء تحت الجرس ونسمع الرنين مرة أخرى.
انتبه!
المواد المرنة توصل الأصوات بشكل جيد، مثل المعادن والخشب والسوائل والغازات.
دعونا نضع ساعة جيب على أحد طرفي لوح خشبي، وننتقل إلى الطرف الآخر. من خلال وضع أذننا على اللوحة، سنسمع تكتكة الساعة (الشكل 2).
اربط خيطًا بملعقة معدنية. ضع نهاية الخيط على أذنك. عندما نضرب الملعقة سنسمع صوتًا قويًا (الشكل 3). سوف نسمع صوتًا أقوى إذا استبدلنا الخيط بالسلك.
انتبه!
الأجسام الناعمة والمسامية هي موصلات ضعيفة للصوت.
لحماية أي غرفة من اختراق الأصوات الدخيلة، يتم تغطية الجدران والأرضية والسقف بطبقات من المواد الممتصة للصوت. يتم استخدام اللباد والفلين المضغوط والأحجار المسامية والمواد الاصطناعية المختلفة (على سبيل المثال، رغوة البوليسترين) المصنوعة من البوليمرات الرغوية كطبقات بينية. يتلاشى الصوت في مثل هذه الطبقات بسرعة.
ينتشر الصوت في أي وسيلة مرنة - صلبة وسائلة وغازية، ولكن لا يمكن أن ينتشر في الفضاء حيث لا توجد مادة.
تخلق تذبذبات المصدر موجة مرنة من تردد الصوت في بيئتها. تؤثر الموجة التي تصل إلى الأذن على طبلة الأذن، مما يجعلها تهتز بتردد يتوافق مع تردد مصدر الصوت. تنتقل اهتزازات طبلة الأذن عبر الجهاز العظمي إلى نهايات العصب السمعي، مما يؤدي إلى تهيجها وبالتالي يسبب الإحساس بالصوت (الشكل 4).
يمكن أن توجد الموجات المرنة الطولية فقط في الغازات والسوائل. ولذلك فإن الصوت في الهواء ينتقل عن طريق موجات طولية، أي تكثفات وتخلخلات متناوبة للهواء القادم من مصدر الصوت.
الموجة الصوتية، مثل أي موجات ميكانيكية أخرى، لا تنتشر في الفضاء بشكل فوري، ولكن بسرعة معينة.
عند مشاهدة إطلاق النار، نرى أولاً النار والدخان، ثم بعد فترة نسمع صوت طلقة.
نحن ندرك الأصوات على مسافة من مصادرها. عادة ما يصل الصوت إلينا عبر الهواء. الهواء هو وسط مرن ينقل الصوت.
إذا تمت إزالة وسيط نقل الصوت بين المصدر والمستقبل، فلن ينتشر الصوت، وبالتالي لن يستقبله المستقبل. دعونا نثبت هذا تجريبيا.
لنضع منبهًا أسفل جرس مضخة الهواء (الشكل 80). طالما أن هناك هواء في الجرس، يمكن سماع صوت الجرس بوضوح. ومع ضخ الهواء من تحت الجرس، يضعف الصوت تدريجيًا ويصبح في النهاية غير مسموع. وبدون وسيط نقل، لا يمكن لاهتزازات لوحة الجرس أن تنتقل، ولا يصل الصوت إلى أذننا. دعونا نترك الهواء تحت الجرس ونسمع الرنين مرة أخرى.
أرز. 80. تجربة إثبات أن الصوت لا ينتشر في الفضاء حيث لا يوجد وسط مادي
المواد المرنة توصل الأصوات بشكل جيد، مثل المعادن والخشب والسوائل والغازات.
دعونا نضع ساعة جيب على أحد طرفي لوح خشبي، وننتقل إلى الطرف الآخر. ضع أذنك على اللوح، يمكنك سماع دقات الساعة.
اربط خيطًا بملعقة معدنية. ضع نهاية الخيط على أذنك. عندما تضرب الملعقة، ستسمع صوتًا قويًا. سوف نسمع صوتًا أقوى إذا استبدلنا الخيط بالسلك.
الأجسام الناعمة والمسامية هي موصلات ضعيفة للصوت. لحماية أي غرفة من اختراق الأصوات الدخيلة، يتم تغطية الجدران والأرضية والسقف بطبقات من المواد الممتصة للصوت. يتم استخدام اللباد والفلين المضغوط والأحجار المسامية والمواد الاصطناعية المختلفة (على سبيل المثال، رغوة البوليسترين) المصنوعة من البوليمرات الرغوية كطبقات بينية. يتلاشى الصوت في مثل هذه الطبقات بسرعة.
السوائل توصل الصوت بشكل جيد. فالأسماك، على سبيل المثال، تجيد سماع الخطى والأصوات على الشاطئ، وهذا أمر معروف لدى الصيادين ذوي الخبرة.
لذلك، ينتشر الصوت في أي وسيلة مرنة - صلبة وسائلة وغازية، ولكن لا يمكن أن تنتشر في الفضاء حيث لا توجد مادة.
تخلق تذبذبات المصدر موجة مرنة من تردد الصوت في بيئتها. تؤثر الموجة التي تصل إلى الأذن على طبلة الأذن، مما يجعلها تهتز بتردد يتوافق مع تردد مصدر الصوت. تنتقل اهتزازات طبلة الأذن عبر الجهاز العظمي إلى نهايات العصب السمعي، مما يؤدي إلى تهيجها وبالتالي التسبب في الإحساس بالصوت.
دعونا نتذكر أن الموجات المرنة الطولية فقط هي التي يمكن أن توجد في الغازات والسوائل. فالصوت في الهواء، على سبيل المثال، ينتقل عن طريق موجات طولية، أي تكثفات وتخلخلات متناوبة للهواء القادم من مصدر الصوت.
الموجة الصوتية، مثل أي موجات ميكانيكية أخرى، لا تنتشر في الفضاء بشكل فوري، ولكن بسرعة معينة. يمكنك التحقق من ذلك، على سبيل المثال، من خلال مشاهدة إطلاق النار من بعيد. في البداية نرى النار والدخان، وبعد فترة نسمع صوت طلقة. يظهر الدخان في نفس الوقت الذي يحدث فيه الاهتزاز الصوتي الأول. وبقياس الفاصل الزمني t بين لحظة ظهور الصوت (لحظة ظهور الدخان) ولحظة وصوله إلى الأذن يمكننا تحديد سرعة انتشار الصوت:
تظهر القياسات أن سرعة الصوت في الهواء عند درجة حرارة 0 درجة مئوية والضغط الجوي الطبيعي تبلغ 332 م/ث.
كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سرعة الصوت في الغازات. على سبيل المثال، عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، تبلغ سرعة الصوت في الهواء 343 م/ث، وعند 60 درجة مئوية - 366 م/ث، وعند 100 درجة مئوية - 387 م/ث. ويفسر ذلك حقيقة أنه مع زيادة درجة الحرارة، تزداد مرونة الغازات، وكلما زادت القوى المرنة التي تنشأ في الوسط أثناء تشوهه، زادت حركة الجزيئات وانتقال الاهتزازات بشكل أسرع من نقطة إلى أخرى.
تعتمد سرعة الصوت أيضًا على خصائص الوسط الذي ينتقل فيه الصوت. على سبيل المثال، عند 0 درجة مئوية، تبلغ سرعة الصوت في الهيدروجين 1284 م/ث، وفي ثاني أكسيد الكربون - 259 م/ث، لأن جزيئات الهيدروجين أقل كتلة وأقل خاملة.
في الوقت الحاضر، يمكن قياس سرعة الصوت في أي بيئة.
تكون الجزيئات في السوائل والمواد الصلبة أقرب إلى بعضها البعض وتتفاعل بقوة أكبر من جزيئات الغاز. ولذلك فإن سرعة الصوت في الوسائط السائلة والصلبة تكون أكبر منها في الوسائط الغازية.
بما أن الصوت عبارة عن موجة، لتحديد سرعة الصوت، بالإضافة إلى الصيغة V = s/t، يمكنك استخدام الصيغ التي تعرفها: V = lect/T وV = vlect. عند حل المسائل، عادة ما تعتبر سرعة الصوت في الهواء 340 م/ث.
أسئلة
- ما هو الغرض من التجربة الموضحة في الشكل 80؟ صف كيفية إجراء هذه التجربة وما النتيجة التي تترتب عليها.
- هل يمكن للصوت أن ينتقل في الغازات والسوائل والمواد الصلبة؟ ادعم إجاباتك بالأمثلة.
- ما هي الأجسام التي تنقل الصوت بشكل أفضل - مرنة أم مسامية؟ أعط أمثلة على الأجسام المرنة والمسامية.
- ما نوع الموجة - الطولية أو المستعرضة - التي ينتشر فيها الصوت في الهواء؟ في الماء؟
- أعط مثالا يوضح أن الموجة الصوتية لا تنتقل على الفور، ولكن بسرعة معينة.
التمرين 30
- هل يمكن سماع صوت انفجار ضخم على القمر على الأرض؟ برر جوابك.
- إذا قمت بربط نصف صحن الصابون بكل طرف من طرفي الخيط، فباستخدام مثل هذا الهاتف يمكنك حتى التحدث بصوت هامس أثناء وجودك في غرف مختلفة. اشرح هذه الظاهرة.
- أوجد سرعة الصوت في الماء إذا كان مصدر يهتز بفترة زمنية مقدارها 0.002 s يثير موجات في الماء طولها 2.9 m.
- حدد الطول الموجي لموجة صوتية ترددها 725 هرتز في الهواء وفي الماء وفي الزجاج.
- تم ضرب أحد طرفي أنبوب معدني طويل بمطرقة. هل سينتشر الصوت الناتج عن الاصطدام إلى الطرف الثاني من الأنبوب عبر المعدن؟ من خلال الهواء داخل الأنبوب؟ كم عدد الضربات التي سيسمعها الشخص الذي يقف على الطرف الآخر من الأنبوب؟
- شاهد أحد المراقبين الذي كان يقف بالقرب من قسم مستقيم من السكة الحديد بخارًا فوق صافرة قاطرة تتحرك في المسافة. بعد ثانيتين من ظهور البخار، سمع صوت صافرة، وبعد 34 ثانية مرت القاطرة بالقرب من المراقب. تحديد سرعة القاطرة.
