شرح درس خصائص الصوت والكشف عنه – الصوت

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شرح درس خصائص الصوت والكشف عنه – الصوت

نبدأ على بركة الله ...

في هذا الفصل سندرس المبادئ الفيزيائية للموجات الصوتية .

في الفصل السابق تعرفنا على الموجات ووصفناها بدلالة السرعة ، والتردد ، والطول الموجي ، والسعة .

ولأن الصوت أحد أنواع الموجات فإنه يمكننا وصف بعض خصائصه وتفاعلاته . والسؤال الذي يتبادر إلى الذهن هو : ما نوع موجة الصوت ؟

الموجات الصوتية : انتقال تغيرات الضغط خلال المادة .

علل : تنتقل موجات الصوت خلال الهواء .

لأن المصدر المهتز ينتج تغيرات أو اهتزازات منتظمة في ضغط الهواء .

علل : يعد الصوت موجة طولية .

لأن جزيئات الهواء تهتز موازية لاتجاه حركة الموجة .

ملاحظة : تعتمد سرعة الصوت على درجة الحرارة .

علل : لا ينتقل الصوت في الفراغ .

لعدم وجود جزيئات تتصادم وتنقل الموجة .

الصدى : موجات الصوت المنعكسة عند وصولها إلى مصدرها .

استخدامه : إيجاد المسافة بين مصدر والجسم الذي انعكس عند الصوت .

تطبيقاته : بعض السفن التي تستخدم السونار ، بعض الكاميرات ، الخفافيش .

لحساب بعد الجسم عن مصدر الصوت :

ملاحظة : من الممكن أن تتداخل موجتان صوتيتان مما يؤدي إلى نشوء بقع تدعى البقع الميتة .  ويكون موقعها عند العقد ، حيث يكون الصوت عندها ضعيفا جدا .

خصائص الموجات الصوتية :

-       السرعة

-       التردد

-       الزمن الدوري

-       الطول الموجي

تصنيف خصائص الصوت حسب تأثيرها بالوسط المتحركة فيه إلى ..

خصائص تتأثر بالوسط المتحركة فيه	خصائص لا تتأثر بالوسط المتحركة فيه
السرعة ، الطول الموجي	التردد ، الزمن الدوري

التردد : عدد التذبذبات في قيمة الضغط في الثانية الواحدة

الطول الموجي : المسافة بين مركزي ضغط مرتفع متتالين أو بين مركزي ضغط منخفض متتاليين

القانون الرياضي للطول الموجي :

سرعة الصوت :

-       سرعة الصوت في المواد الصلبة أكبر من سرعته في السوائل .

-       سرعة الصوت في السوائل أكبر من سرعته في الغازات .

-       سرعة الصوت تزيد بزيادة درجة الحرارة

-       مقدار الزيادة في سرعة الصوت في الهواء 0.6 m/s لكل درجة حرارة 1C .

-       الطول الموجي يزيد بزيادة درجة الحرارة

-       تردد موجة الصوت لا يتغير عند تغير درجة الحرارة .

كاشفات الصوت :

مبدأ عملها : تحويل الطاقة التي تحملها موجة الصوت إلى شكل آخر من أشكال الطاقة .

من أمثلتها : الميكروفون ، الأذن البشرية .

علل : يستطيع الإنسان التمييز بين أنواع مختلفة من الأصوات .

لأن الأذن تستشعر الموجات الصوتية لمدى واسع من الترددات .

لإدراك الصوت نوعان :

-       حدة الصوت : خاصية للصوت تعتمد على تردد الاهتزاز ، ونميز بواسطتها الأصوات الرفيعة "الحادة" عن الأصوات الغليظة .

-       علو الصوت : شدة الصوت كما تحسه الاذن ويدركه الدماغ ، ويعتمد على سعة موجة الضغط " الموجة الصوتية "

مستوى الصوت : مقياس لوغارتمي لقياس سعات الموجات الصوتية .

وحدة قياس مستوى الصوت : ديسبل "dB"

مقياس الديسبل : مقياس يستعمل لوصف تغيرات الضغط ، ولوصف قدرة موجات الصوت وشدتها .

تأثير الأصوات الصاخبة :

-       التعرض للأصوات الصاخبة "مستوى الصوت المرتفع" يسبب ضعف السمع .

-       ضعف السمع هو فقدان الأذن لحساسيتها وخصوصا للترددات العالية .

-       كلما تعرض الشخص للأصوات الصاخبة فترة أطول كان التأثير أكبر .

-       التعرض الطويل لمستوى الصوت 100 dB فأكثر يؤدي إلى ضرر دائم .

حساسية الأذن : حساسية الأذن البشرية للصوت تعتمد حدة الصوت وسعة الصوت .

أساسيات عن تأثير دوبلر : التغير في تردد الصوت الناتج عن تحرك مصدر الصوت أو الكشف أو كليهما .

 تأثير دوبلر عندما يكون المصدر والكاشف متحركين :

تأثير دوبلر عندما يكون المصدر متحرك والكاشف ثابت :

تأثير دوبلر عندما يكون المصدر ثابت والكاشف متحرك :

حالات تأثير دوبلر :

المصدر متحرك والكاشف ثابت	مصدر الصوت يقترب من الكاشف	يزداد حدة الصوت
		تتقارب الموجات في المنطقة بين المصدر والكاشف فينقص الطول الموجي
		يزداد عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية
		يزداد التردد الذي يستقبله الكاشف
	مصدر الصوت يبتعد عن الكاشف	تنقص حدة الصوت
		تتباعد الموجات في المنطقة بين المصدر والكاشف فيتزايد الطول الموجي
		ينقص عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية .
		ينقص التردد الذي يستقبله الكاشف
الكاشف متحرك والمصدر ثابت	اقتراب الكاشف من المصدر	يزداد حدة الصوت
		تزداد السرعة المتجهة النسبية
		يزداد عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية
		يزداد التردد الذي يستقبله الكاشف
	ابتعاد الكاشف عن المصدر	تنقص حدة الصوت
		تنقص السرعة المتجهة النسبية
		ينقص عدد القمم التي تصل إلى الكاشف في كل ثانية .
		ينقص التردد الذي يستقبله الكاشف

تطبيقات تأثير دوبلر :

   1- كواشف الرادار : قياس سرعة كرات البيسبول، قياس سرعة المركبات .

   2- في الفلك : قياس سرعة المجرات ، استنتاج بعد المجرات عن الأرض .

   3- في الطب : قياس سرعة حركة جدار قلب الجنين بجهاز الموجات فوق الصوتية .

   4-  الخفافيش : الطيران ، الكشف عن الحشرات الطائرة وافتراسها : عندما تطير الحشرة بسرعة أكبر من سرعة الخفاش يكون التردد المنعكس عنها أصغر ، وعندما يلحق الخفاش بالحشرة ويقترب منها يكون التردد المنعكس عنها أكبر .

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^