منوی دسترسی
تهیه شده توسط تیم آکادمی پرشین‌ ساز

فیزیک صوت | قسمت اول

فیزیک صوت | قسمت اول

صدا پدیده ای است که ما آن را به واسطه دستگاه شنوایی خود دریافت و درک میکنیم.این اتفاق تنها در یک محیط مادی صورت میگیرد و بعد از آن که ارتعاش و صوت تولید شده توسط ذرات محیط به گوش ما میرسند، طی یکسری فعل و انفعالات فیزیولوژیک در دستگاه شنوایی و مغز، توسط ما درک می‌شوند. صوت خصلتی مکانیکی دارد. و این یعنی (اتلاف انرژی) مشمول حال آن نیز می گردد. بعنی همواره بخشی از آن به گرما تبدیل شود. و اگر اینطور نبود، هیچ صدایی بعد از تولید شدن خاموش نمی شد و دیگر سکوتی وجود نمی داشت و اقوات بعد از تولید به طور ممتد باقی می ماندند!

فیزیک صوت | قسمت اول

تهیه شده توسط تیم آکادمی پرشین‌ ساز

صوت:
صوت ماحصل انتقال انرژی جنبشی بین ذرات می‌باشد. به این شکل که زمانی که ذره‌ای با ذره‌ی دیگر برخورد می‌کند انرژی خود را به آن منتقل می‌کند و این توالی ادامه می‌یابد.
در واقع هرگاه که ما با ضربه یا لمس هر چیزی، صدایی تولید می‌کنیم این اتفاق می‌افتد.


برای مثال:

زمانی که یک وتر (سیم) گیتار را مرتعش می‌کنیم، سیم در جابجایی اول خود، خلاء بوجود می‌آورد و ذرات هوای اطراف سیم برای پر کردن خلاء حرکت می‌کنند و همین طور که گفتیم، این حرکت توسط ذرات به ذرات دیگر نیز منتقل می‌گردد تا آن‌که در نهایت به گوش ما می‌رسند و ما صدای تولید شده را می‌شنویم.

بدیهی است که در یک فضای بدون هوا و کاملا خلاء، تولید و انتشار صوت ناممکن است.

صوت در تعریف کلاسیک خودش کاملا خصلتی مکانیکی دارد؛ صوت تنها در محیط مادی منتشر می‌گردد (چه سیالات و چه جامدات).

همچنین نوع سیال موجود در اطراف منبع صوت، بر روی کیفیت صدای تولید شده موثر است:
سرعت انتشار صوت در مایعات بسیار بیشتر از گازها است زیرا ذرات سیال به هم نزدیک‌ترند.

همان‌طور که نور، بعد از عبور از یک جسم، وارد جسم دیگری می‌شود دچار شکستگی می‌گردد (بخاطر تغییر غلظت و چگالی محیط و تغییر سرعت نور)، صوت نیز مشمول این اتفاق است.

برای مثال:

زمانی که یک منبع صوت، فرکانسی را در فضایی از گاز هلیوم (که در دمای اتاق چگالی و غلظت کمتری نسبت به هوای معمولی دارد) تولید می‌کند، این فرکانس بعد از این‌که از گاز هلیوم وارد هوای معمولی (که متراکم ترست) می‌شود، سرعت انتشار آن افزایش می‌یابد و فرکانس زیرتر می‌شود.

جالب است بدانید که:

اگر، هم شنونده و هم منبع صوت در یک سیال مشترک (مثلا همان گاز هلیوم) باشند، فرکانس با همان کیفیتی که تولید شده است شنیده می‌شود!

در واقع این اختلاف چگالی و غلظت سیالات هست که باعث می‌گردد شنونده‌ای که در هوای معمولی اتاق قرار دارد، صدای تولید شده در گاز هلیوم را زیر‌تر از فرکانس تولید شده توسط منبع بشنود.


همانطور که گفتیم، صوت خصلتی مکانیکی دارد؛ و این یعنی (اتلاف انرژی) مشمول حال آن نیز می‌گردد. زیرا بدیهی است که در طول این انتقال پی‌درپی انرژی جنبشی بین ذرات، همواره بخشی از آن به گرما تبدیل شود؛ و اگر اینطور نبود، هیچ صدایی بعد از تولید شدن خاموش نمی‌شد و دیگر سکوتی وجود نمی‌داشت (در واقع همین امر است که سکوت را در موسیقی ارزشمندتر می‌کند).

البته

تعریف ما از سکوت چیست؟!
محدوده فرکانسی شنوایی انسان، از 18 تا 20000 هرتز می‌باشد و محدوده داینامیکی شنوایی انسان از کمتر از یک دسی بل تا 85 دسی بل است(البته بیشتر از آن هم شنیده می‌شود اما به گوش انسان آسیب وارد می کند).
حال اگر صدایی خارج از این محدوده‌ها به گوش انسان برسد، شنیده نمی‌شود!

درواقع اگر منبع صوتی در کنار ما فرکانس 11 هرتز را تولید کند، ما آنرا نمی‌شنویم و متصور می شویم که در سکوت قرار داریم! از نظر علمی در فضای غیر خلاء وجود سکوت مطلق و بی فرکانسی غیر ممکن است، زیرا ذرات در حرکت وضعی خود همواره در حال تولید فرکانس هستند.

مقاله فیزیک صوت قسمت اول عکس اول | مجله پرشین ساز

صدا:
پدیده‌ای است که ما آن را به واسطه دستگاه شنوایی خود دریافت و درک می‌کنیم.

این اتفاق تنها در یک محیط مادی صورت می‌گیرد و بعد از آن که ارتعاش و صوت تولید شده توسط ذرات محیط به گوش ما می‌رسند، طی یک‌سری فعل و انفعالات فیزیولوژیک در دستگاه شنوایی و مغز، توسط ما درک می‌شوند.

هر حرکت موجی انتشار صدا، مشخصه‌های زیر را دارا می‌باشد:

بسامد:
زمانی که ما یک جسم را مرتعش می‌کنیم، رفت و برگشت‌های آن توسط ذرات محیط منتقل می‌گردد(برای مثال سیم گیتار در ابتدای همین مقاله).

به تعداد حرکت نوسانی (رفت و برگشت‌ها) در واحد زمان بسامد (فرکانس) می‌گویند. اگر مدت زمانی که در آن نوسانات را اندازه گیری می‌کنیم یک ثانیه باشد، تعداد نوسانات در واحد ثانیه را با واحد هرتز مشخص می‌کنیم (تعداد نوسان تقسیم بر زمان برحسب ثانیه می شود بسامد با واحد اندازه گیری هرتز).

هرچه بسامد بیشتر باشد، صدای آن زیر تر است و هر چه بسامد کمتر باشد صدای آن نیز بم تر است.


دوره تناوب:
به مدت زمان انجام یک نوسان کامل، دوره تناوب می‌گویند که معکوس بسامد می‌باشد. هرچه دوره تناوب کمتر باشد، فرکانس بیشتر بوده و صدای آن زیرتر می‌باشد و بلعکس...

طول موج:
طول موج تعریف دیگری از زیرایی اصوات را ارائه می‌دهد. هر تناوب کاملی دارای یک تاقدیس و یک ناودیس می‌باشد. در پی آیی این تاقدیس‌ها و ناودیس‌ها،
به حد فاصل هر دو قله، طول موج می‌گویند که واحد آن متر می‌باشد و آن را با لاندا مشخص می‌کنند.

در واقع طول موج برابر است با فاصله بین دو قله متوالی، که موج در مدت زمان یک چرخه نوسانی آن را طی می‌کند. هرچه طول موج کمتر باشد صدای آن زیرتر و هرچه طول موج بیشتر باشد صدای آن بم‌تر است.

دامنه:
حداکثر مسافتی که جسم مرتعش (مانند سیم گیتار) از نقطه تعادل خود در وسط به دو طرف (نقاط اوج) طی می‌کند را دامنه می‌گویند.

دامنه بیانی از شدت صدا و داینامیک آن می‌باشد، هرچه دامنه صدا بلندتر باشد، شدت آن بیشتر است و بلعکس...

رنگ صوتی:
زمانی که ما با افراد مختلف تماس تلفنی می‌گیریم، بدون آنکه چهره و ظاهر آنها را ببینیم، هویت افراد را تشخیص می‌دهیم و این امر بخاطر تفاوت رنگ صوتی صدای افراد هست. درواقع هر صدایی، ترکیبی از اصوات مختلف، فرکانس‌ها و هارمونیک‌های مختلف می‌باشد که ترکیب آنها در طیف و اشکال گوناگون، یک موج پیچیده صوتی را تشکیل می‌دهد که شکل این موج، برای هر صدایی از صدای دیگر متمایز می‌باشد.

این موج‌ها ترکیبی از چند ضریب عامل داینامیکی و فرکانسی (مثلثاتی مانند سینوس) هستند.

مقاله فیزیک صوت قسمت اول عکس دوم | مجله پرشین ساز

در مقالات بعدی با همین مضمون به مباحث زیر به طور ویژه پرداخته می‌شود:

• واحدهای اندازه گیری برداری ،غیر برداری و لگاریتمی در فیزیک صوت
• خصیصه‌های صدا در موسیقی (نواک،دیرند،داینامیک و ...)
• هارمونیک‌ها
• علم آکوستیک سازی
• علم آکوستیک محیط
• متریال‌های تولید صوت (سیم، سطح، لوله، فنر و ...)
و...

تهیه شده توسط تیم آکادمی پرشین ساز

نظرات

 
 
Captcha  
بازگشت به بالا