صوت شناسی

صوت شناسی (آکوستیک) در واقع از شاخه های علم فیزیک به شمار می شود و عایق صوتی در آن موج های مکانیکی در گازها، مایع ها و جامدها نظیر نوسان ها، صدا، فراصوت و فروصوت مورد بررسی قرار می گیرد. این روزها در زندگی ما انسان ها صوت شناسی کاربردهای زیادی دارد که از بین آن ها می توان به صنایع صوتی و کنترل نویز (مکانیکی) اشاره نمود. عبارت آکوستیک در واقع برگرفته از واژه هایی یونانی چون ακουστικός (برای و از شنوایی) و ἀκουστός (قابل شنیدن) می باشد.

مروری بر تاریخچه صوت شناسی

صوت شناسی یا آکوستیک به قدری مهم است که تصور می شود در تاریخ علوم فیزیک در دسته مطالب اساسی قرار داشته باشد، این در حالی است که واقعا  تاریخ این علم ارزنده در مقایسه با دیگر علوم مهجور باقی مانده است. از دلایل مجهور ماندن این علم از نظر تاریخی، می توان به این مورد اشاره نمود که از زمان های خیلی دور نظریه اساسی اصلی راجع به انتشار و اخذ صوت، درست در زمان تحولات فکری بشر شکل گرفته است و این تفکر همچنان بعد از گذشت سال ها به همان سبک و سیاق گذشته می باشد.

تولید صوت به چه صورت است؟

بر اثر وارد شدن ضربه ای به جسمی جامد، صدا تولید خواهد شد. گاهی این صدای حاصله برای افراد کاملا خوشایند خواهد بود و این موضوع به نوعی زمینه ساز به وجود آمدن علم موسیقی است که سال ها پیش از تاریخ ضبط صورت وجود داشت، البته لازم به ذکر است که موسیقی به لحاظ علمی در طی قرن ها مورد تحقیق قرار گرفته است و به نوعی در دسته صنایع ظریفه قرار دارد. این مطلب کاملا ثابت شده می باشد که فیثاغورث اولین فیلسوف یونانی می باشد که در ۶ قرن پیش از میلاد به بررسی مبنای موسیقی پرداخت.

چه ارتباطی میان صورت و ارتعاش وجود دارد؟

بر اساس تجربیات روزمره می توان به این نتیجه رسید که با به ارتعاش در آمدن شی مجاور ما، به ما احساس شنیدن دست پیدا خواهد نمود. به عنوان نمونه چنانچه در کنار ما یک جام فلزی قرار داده شده باشد در صورت وارد کردن ضربه ای به این جام با استفاده از قطعه ای فلزی، از آن صدایی به گوش خواهد رسید، و با کمی دقت می توان به خوبی غیرواضح بودن لبه جام را به هنگام صدا دادن مشاهده نمود و در واقع این نشان دهنده ارتعاش سریع این جام می باشد. حال با نزدیک کردن پاندولی سبک وزن و ساده به بدنه جام به خوبی می توان ضربه های پشت سر هم بدنه جام را بروی پاندول دید که ناشی از ارتعاش می باشد.

اما گاهی مواقع سرعت این ارتعاش به قدری بالاست که با چشم قابل مشاهده نمی باشد و بایستی برای نشان دادن آن از وسایل مختلف همانند وسیله فوق استفاده نمود. به غیر از آزمایشات مرتبط با هوا، برای صوت، جامدات و مایعات ناقلان خوبی به شمار خواهند رفت. مطمئنا شما نیز از این موضوع آگاه هستید که در صورتی که گوش شما بر روی زمین باشد حتی از مسافتی دور نیز به خوبی قادر به شنیدن حرکت عابرین پیاده و چهارپایان خواهید بود. علاوه بر آن با چسباندن گوش خود به ریل راه آهن می توان از کیلومترها دورتر حرکت لکوموتیو و قطار را احساس کرد. واقعیت آن است که جامدات و مایعات به نسبت گازها بهتر می توانند صورت را انتقال دهند.

ممکن است شما نیز به این موضوع توجه کرده باشید که در زمان ایستادن در کنار ریل راه آهن، صدای حرکت قطاری که دور از ماست شنیده نخواهد شد و برای شنیدن حرکت قطار بایستی گوش خود را به ریل و یا بر روی میله ای چوبی یا فلزی که یک سر آن بر روی ریل می باشد بچسبانیم. در این حالت حتما به خوبی متوجه ارتعاش استخوان خارجی گوش خود خواهیم شد. علت قرار دادن دیاپازون بر روی جعبه مخصوص نیز همین موضوع است چرا که در این حالت صدای آن به قوی ترین حد ممکن خواهد رسید.

صدا در واقع حاصل ارتعاش یک جسم می باشد و در یک محیط مادی نظیر آب یا هوا به شکل موج منتشر خواهد شد و درک آن در دستگاه شنوایی ما به کمک فعل و انفعالات فیزیولوژیک انجام خواهد شد.

بسامد

بسامد در واقع به تعداد حرکت نوسانی در مدت زمانی معین گفته می شود. به یک حرکت کامل نوسانی نیز تناوب می گویند. اندازه گیری نوسان ها با واحد زمان (ثانیه) محاسبه می گردند و برای تعیین تعداد آن ها از واحد هرتز استفاده می شود. (ثانیه/تعداد نوسان Hz=)

هر چه صدا از بسامد بیشتری برخوردار باشد و در واقع حرکت ارتعاشی آن ریتم تندتری داشته باشد صدای به وجود آمده زیرتر است و پایین بودن بسامد نیز صدایی بم تر را به وجود خواهد آورد. اما به طور کلی گوش انسان تنها صداهایی با بازه بسامدی بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز را شنوا می باشد.

به منظور تولید و نشر امواج آکوستیکی، ارتعاشات به وجود آورنده و منتقل کننده موج های آکوستیکی براساس حدود فرکانسی خود در سه دسته کلی قرار خواهند گرفت:

  1. ارتعاش های صوتی که تاثیر مثبتی در ایجاد صدا خواهند داشت و امکان شنیدن آن با گوش وجود دارد. این ارتعاشات دارای حدود فرکانس ۲۰ الی ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه می باشند.
  2. ارتعاش های فراصوتی با محدوده فرکانسی ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه به بالا
  3. ارتعاش های فروصوتی با محدوده فرکانسی ۲۰ سیکل بر ثانیه به پایین

طول موج

جسم به ارتعاش در آمده برای انجام هر تناوب کامل به مدت زمان مشخصی نیاز خواهد داشت. برای محاسبه طول موج از واحد متر استفاده می شود و هر چه طول موج جسم کوتاه تر باشد به طبع صدای حاصله زیرتر می باشد و بلندی آن نیز به وجود آورنده صدایی بم تر است.

دامنه

بیشترین مسافت طی شده توسط جسم مرتعش از نقطه تعادل خود در وسط به سمت دو طرف را دامنه می گویند. به نوعی دامنه شدت صدا را نشان می دهد. زیرا هر چه صدا از دامنه ی بلندتری برخوردار باشد صدای حاصله شدیدتر است و کوتاه بودن آن نیز باعث ضعیف تر شدن صدا می گردد.

دیدگاهتان را بنویسید

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