امواج صوتی چیست؟

آکوستیک شاخه ای از فیزیک است که به امواج مکانیکی می پردازد. این مطالعه در مورد امواج صوتی با مشاهدات برجسته ترین ذهن های علم آغاز شد. گالیله گالیله، فیزیکدان ایتالیایی قرن پانزدهم، مشاهده قابل توجهی در مورد رابطه بین فرکانس موج و گام آن انجام داد.

ریاضیدان فرانسوی مارین مرسن اولین کسی بود که سرعت صوت از طریق هوا را در سال 1640 ثبت کرد. درک امواج صوتی و ارتعاشات شاخه ای قوی از آکوستیک است، زیرا تقریباً تمام جنبه های جامعه مدرن را پوشش می دهد، به ویژه هنگامی که صحبت از شنیدن و ارتباطات می شود. ، سنگ بنای بقا.

چگونه انسان ها می شنوند

از گوش خارجی، صدا وارد کانال گوش می شود و به سمت پرده گوش می رود که از امواج ورودی به لرزه در می آید. سه استخوان در گوش، مالئوس، اینکوس و رکابی، ارتعاشات را دریافت کرده و قبل از فرستادن آنها به حلزون، یک ساختار پر از مایع در گوش داخلی، آن‌ها را تقویت می‌کنند. مایع داخل حلزون حلزون موج می زند، و استریوسیلیاها، ساختارهای مو مانند، که در نواحی مختلف غشای پایه ای قرار دارند، صداها را بالا می برند. نوک استریوسیلیا باز می‌شود و انتقال‌دهنده‌های عصبی سیگنال‌های الکتریکی ایجاد می‌کنند که به عصب شنوایی فرستاده می‌شود، که آنها را برای تشخیص به مغز منتقل می‌کند.

همه دایناسورهای پارک ژوراسیک

کدام سریعتر است: صدا از طریق آب یا هوا؟

صدا بر روی سطح یک جسم عمل می کند و آن را با رسانه های مختلف واکنش متفاوتی نشان می دهد. ارتعاش در اثر برخورد ذرات ایجاد می شود، جایی که هر برخورد انرژی را از یک ذره به ذره دیگر منتقل می کند. برخی این فرآیند را به مسابقه رله تشبیه می کنند که در آن انرژی مانند باتوم است که از دونده به دونده منتقل می شود. هوا گازی است که مقاومت ندارد، بنابراین شروع موج آسان است، اما سریع نخواهد بود. از آنجایی که آب چگالی تر از هوا است، برای شروع موج به تلاش بیشتری نیاز است. اما پس از شروع، انرژی منتقل شده از یک ذره به ذره دیگر کمک می کند امواج صوتی حداقل چهار برابر سریعتر از هوا حرکت کنند.

شکستن سرعت صدا

در 68 درجه فارنهایت، سرعت صوت 767 مایل در ساعت یا 1125 فوت بر ثانیه است. با افزایش سرعت جسم، سرعت محلی امواج صوتی در مقابل آن جمع می شود و چیزی را ایجاد می کند که برخی افراد آن را مانع می نامند. هنگامی که جسم به شتاب خاصی می رسد، از امواج عبور می کند و از تمام امواج صوتی و فشار ایجاد شده پیشی می گیرد. نتیجه ای که روی زمین شنیده می شود، انفجاری است که به عنوان بوم صوتی شناخته می شود.

علت رعد و برق

برخی بر این باورند که رعد و برق و رعد و برق در صورتی که محصول علت و معلول باشند، پدیده ای جداگانه هستند. رعد و برق ترکیبی از نور، گرما و انرژی است. همانطور که حرکت می کند، هوای اطراف را فوق العاده گرم می کند، که آنقدر سریع منبسط می شود که نوعی بوم صوتی به نام تندر را ایجاد می کند.

ارنست کلادنی

ارنست کلادنی، فیزیکدان و موسیقیدان آلمانی الاصل قرن هجدهم، به موسیقی و علم علاقه داشت، اما به دلیل مخالفت پدرش مجبور به تحصیل در رشته حقوق شد. او مدرک حقوق خود را دریافت کرد و پس از مرگ پدرش احساس آزادی کرد که به دنبال علایق اصلی خود برود. کلادنی با تکیه بر کار فیزیکدان انگلیسی قرن هفدهم، رابرت هوک، روشی را برای تجسم امواج صوتی روی فلز به نام صفحات کلادنی ابداع کرد، نمایش او توجه و نفع ناپلئون بناپارت را به خود جلب کرد. برای همه کارهایش در این زمینه، بسیاری او را به عنوان پدر آکوستیک می شناسند.

اندازه گیری صدا

یک موج صوتی از فرکانس و دامنه تشکیل شده است. فرکانس تعداد ارتعاشات صوت در ثانیه را اندازه گیری می کند، در حالی که دامنه میزان قدرت موج را اندازه گیری می کند. دسی بل، دسی بل، انرژی امواج صوتی را نشان می دهد. صفر دسی بل ملایم ترین صدای قابل تشخیص است و هر 3 دسی بل افزایش شدت صدا را دو برابر می کند. تکلم معمولی تقریباً 65 دسی‌بل است، اما سطوح پایدار بالاتر از 85 دسی‌بل می‌تواند به شنوایی آسیب برساند. به عنوان مثال، یک کنسرت راک معمولی 120 dBA فشار صدا دارد که می تواند در کمتر از یک دقیقه به استریوسیلیا آسیب برساند.

آیا صدا مستقیم حرکت می کند؟

وجود اجسام در مسیر آن می تواند بر حرکت امواج صوتی تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، هنگامی که صدا به یک جسم سخت برخورد می کند، منعکس می شود و یک پژواک ایجاد می کند. اجسام نرم تر صداها را جذب می کنند تا از حرکت بیشتر آن جلوگیری کنند. در حالی که امواج صوتی در خطوط مستقیم حرکت می کنند، بستگی به آنچه در مسیر آن است دارد. استفاده از این ویژگی های پژواک و جذب، به دانشمندان کمک می کند تا اعماق اقیانوس ها را بررسی کنند.

اعداد اعداد فرشته

روان آکوستیک

مطالعه چگونگی درک انسان از صداهای خاص را روان آکوستیک می نامند. کاری که مغز با آنچه گوش می شنود انجام می دهد به عوامل زیادی بستگی دارد، از جمله زمان و فرکانس. روان آکوستیک چگونگی تبدیل امواج صوتی به محرک های عصبی و همچنین کاربردهای تجاری بیشتر، مانند تکنیک های فشرده سازی داده ها و کاهش نویز صوتی در مخابرات را مطالعه می کند. محدوده فرکانس گوش انسان بین 20 هرتز تا 20000 هرتز است که با افزایش سن کاهش می یابد. این زمینه می تواند به پزشکان کمک کند تا پویایی کم شنوایی را بهتر درک کنند.

اکولوکیشن

پژواک که توسط دلفین ها، خفاش ها و نهنگ ها استفاده می شود، از امواج صوتی برای تولید پژواک استفاده می کند. پژواک پرش می کند و به گوش حیوان برمی گردد و به آن کمک می کند فاصله، اندازه و شکل را تعیین کند. برای انسان ها، پژواک می تواند همین کار را انجام دهد. نابینایان و نابینایان با ضربه زدن به عصا یا فشار دادن انگشتانشان صداهایی ایجاد می کنند که می تواند به آنها در جهت یابی و جهت یابی جهان کمک کند.

تحقیق در مورد اینکه چگونه صدا به حافظه کمک می کند

امواج تتا، تکانه های الکتریکی بین 4 تا 7 هرتز هستند که به ایجاد آرامش کمک می کنند. دانشمندان در حال آزمایش دستگاهی هستند که از ترکیب صدا و نور برای تقویت فعالیت امواج تتا و بهبود حافظه استفاده می کند. نتایج نشان داد که افزایش حافظه و فعالیت تتا برای مدتی پس از خاموش شدن دستگاه ادامه داشت.