زگهواره تا گور دانش بجوی

خرید کتاب روز با بیشترین تخفیف

اثر مرکب انتشارات ملینا
اثر مرکب انتشارات ملینا
فیزیک صوت

راهنمای بخش های این مقاله

فیزیک صوت

در این مقاله از سایت لرنیان قصد داریم برای شما همراهان گرامی ، به بررسی فیزیک صوت بپردازیم با ما همراه شوید.

فیزیک صوت چیست

صوت ریشه در کلمه یونانی فون به معنی  ارتعاش دارد. صدا ، از انواع انرژی بوده که از تحرک ذرات ماده به ‌وجود می‌آید، به این گونه که یک ذره با حرکت خود به ذره‌ای دیگر، ذره دیگر را به حرکت دراورده و صدا منتشر می شود. صدا ارتعاشی ا‌ست که توسط حس شنوایی انسان درک می‌شود. ما معمولاً اصواتی را که در هوا حرکت می‌کنند می‌شنویم، ولی صدا می‌تواند در گاز، مایع، و حتی جامدات نیز حرکت کند.

تولید صوت

وقتی که به یک جسم جامد ضربه وارد می‌سازیم، تولید صدا می‌کند. تحت بعضی از شرایط صدای حاصل، بگوش انسان خوش آیند و مطبوع است و این در واقع اساس پیدایش علم موسیقی است که سالیان دراز قبل از تاریخ ضبط صوت، موجود بوده‌است، اما موسیقی، قرنها قبل از اینکه از نظر علمی مورد تحقیق قرار گیرد، جزو صنایع ظریفه محسوب می‌گردید. این مطلب مورد قبول عموم است که اولین فیلسوف یونانی که مبنای موسیقی را بررسی نموده‌است. فیثاغورث می‌باشد که ۶ قرن قبل از میلاد زندگی می‌کرده‌است.

خصوصیات فیزیک صدا

فیزیک صوت
فیزیک صوت

بررسی برخی خصوصیات صوت با استفاده از دو دیاپازون همسان

ویژگی‌های صدا عبارتند از بسامد، طول موج، دامنه و سرعت.

از لحاظ فیزیکی، صدا ارتعاش مکانیکی یک محیط الاستیک گازی، مایع یا جامد است. صدا شکلی از انرژی مکانیکی است که هنگامی که ذرات در اطراف موقعیت تعادل خود نوسان کنند تولید می‌شود. انتشار صوت در هوا زمانی اتفاق می‌افتد که یک منبع صدا، معمولاً یک شیء تحت تأثیر ارتعاشی مکانیکی باعث می‌شود مولکول‌های هوای چسبیده به سطح آن در اطراف موقعیت خود نوسان کنند. با توجه به خاصیت ارتجاعی هوا، صدا از طریق هوا با استفاده از نوسانات پی در پی که از همسایه ذرات هوا الاستیک ساطع می‌شود انتقال یافته، و یک موج صوتی به‌طور پیوسته در حال پیشرفت است. در یک موج صوت در هوا ذرات در همان جهت انتشار جبهه موج نوسان خواهند داشت (موج طولی)، و این موضوع باعث ایجاد مناطق با فشار بالاتر به ترتیب پایین‌تر نسبت به فشار اتمسفر خواهد شد؛ بنابراین امواج صوتی می‌توانند به عنوان امواج فشار هوا رفتار کنند.

بیشتربخوان بیشتر بدان  فوتون چیست

صدا می‌تواند از طریق محیط‌هایی مانند هوا، آب و جامد به صورت امواج طولی و همچنین به صورت موج عرضی در مواد جامد منتشر شود. امواج صوتی توسط یک منبع صوتی مانند دیافراگم ارتعاشی یک بلندگو استریو تولید می‌شوند. منبع صدا باعث ایجاد لرزش در محیط اطراف می‌شود. در فاصله ثابت از منبع، فشار، سرعت و جابه جایی محیط در هر لحظه از زمان انتشار صوت متفاوت است. توجه داشته باشید که ذرات محیط با موج صوتی حرکت نمی‌کنند و فقط در محل خود نوسان می‌نمایند. این امر به وضوح برای جامدات دیده می‌شود و همین مسئله برای مایعات و گازها نیز صادق است (یعنی لرزش ذرات در گاز یا مایع، حامل ارتعاشات بوده، در حالی که میانگین موقعیت ذرات در طول زمان تغییر نمی‌کند). در طول انتشار، امواج می‌توانند توسط رسانه منعکس، شکسته یا حذف شوند.

محیط فیزیک صوت

همه محیط‌ها دارای سه ویژگی هستند که بر رفتار انتشار صدا تأثیر می‌گذارند:

  1. رابطه بین چگالی و فشار. این رابطه، سرعت صدا را تحت تأثیر دما در محیط تعیین می‌کند.
  2. حرکت خود محیط، مانند باد. مستقل از حرکت صدا از طریق محیط، اگر محیط به نوبهٔ خود در حال حرکت است، صدا بیشتر منتقل می‌گردد.
  3. ویسکوزیته محیط. این امر سرعت صدا را کاهش می‌دهد. برای بسیاری از محیط‌ها، مانند هوا و آب، تأثیر این مطلب ناچیز و قابل اغماض است.

هنگامی که صدا در یک محیطی که خواص فیزیکی ثابت ندارد حرکت می‌کند، ممکن است شکسته شود (پراکنده یا متمرکز شود).

فشار صوت (Sound Pressure)

فشار صدا، به انحراف فشار محلی نسبت به فشار محیط اطراف که توسط یک موج صوتی ایجاد شده، اطلاق می‌شود. برای اندازه‌گیری فشار صدا در هوا از میکروفون و جهت محاسبه میزان فشار صوت در آب، از هیدروفون استفاده می‌شود. واحد اندازه‌گیری فشار صدا در دستگاه بین‌المللی یکاها، پاسکال می‌باشد.

بیشتربخوان بیشتر بدان  محیط متوازی الاضلاع

سطح فشار صوت یا SPL( Sound Pressure Level )

سطح فشار صوت (SPL) میزان فشار یک صدا می باشد. از آنجایی که گوش های شما نسبت به فشار بسیار گسترده ای از فشار صدا حساس بوده، استفاده از مقیاس لگاریتمی برای اندازه گیری بلندی صدا منطقی است

درهر صورت هنگامی که می خواهیم از سطح یا حجم تنها یک منبع صوتی صحبت کنیم وبحثی از مقایسه وجود ندارد، نیاز به یک منبع مبنا داریم که شدت صوتی منبع مورد نظر خود را نسبت به آن بسنجیم.

فیزیک صوت و موسیقی

فاصله موسیقی

نسبت فرکانس دو نت را فاصله موسیقی می‌نامند. تجربه نشان داده است که هر فاصله‌ای برای انسان خوشایند نیست. به همین خاطر صوت موسیقی از سایر اصوات متمایز می‌گردد. لازم به ذکر است که این احساس خوشایند نسبت به صوت موسیقی فقط مختص انسان نیست، بلکه سایر موجودات زنده نیز نسبت به آن حساسیت نشان می‌دهند. بگونه‌ای که اثرات صوت موسیقی بر اعمال موجودات زنده در بسیاری از مسائل تجربی مشاهده شده است.

گام موسیقی

گام موسیقی مجموعه‌ای از چند نت است که فاصله آنها برای گوش خوشایند است. گامهای متفاوتی در موسیقی وجود دارد.
– گام طبیعی :
گام طبیعی از هشت نت do2 , re , mi , fa , sol , la , si , do2 تشکیل شده است که فاصله آنها از یک نت مبنا (do2) که کمترین فرکانس را دارد به صورت زیر است.
1. (Si) نسبت به (do1) مثل 15 به 18 است.
2. (la) نسبت به (do1) مثل 5 به 3 است.
3. (Sol) نسبت به (do1) مثل 3 به 2 است.
4. (fa) نسبت به (do1) مثل 4 به 3 است.
5. (mi) نسبت به (do1) مثل 5 به 4 است.
6. (re) نسبت به do1 مثل 5 به 4 است.
7. (do2) نسبت به (do1) برابر 2 است.
فرکانس do2 دو برابر فرکانس do1 است و اکتاو do1 نامیده می‌شود. اگر do2 را نت مبنا بگیریم، با رعایت فاصله فوق می‌توانیم گام دوم را بسازیم. به همین ترتیب می‌توان بر مبنای do3 که اکتاو do2 است، گام سوم را ساخت و به همین ترتیب ادامه داد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

تابع نمایی و لگاریتمی چیست x بخوانید...