عدد المساهمات : 1699 تاريخ التسجيل : 15/11/2010 العمر : 52 الموقع : منتدى المعلم مصطفى دعمس
موضوع: خصائص الصوت الجمعة أبريل 08, 2011 11:11 am
الصوت (بالإنكليزية: Sound) هو تردد آلي، أو موجة قادرة على التحرك في عدة أوساط مادية مثل الأجسام الصلبة، السوائل، والغازات،ولاتنتشر في الفراغ, وباستطاعة الكائن الحي تحسسه عن طريق عضو خا ص يسمى الأذن. من منظور علم الأحياء فالصوت هو إشارة تحتوي على نغمة أو عدة نغمات تصدر من الكائن الحي الذي يملك العضو الباعث للصوت، تستعمل كوسيلة اتصال بينه وبين كائن آخر من جنسه أو من جنس آخر، يعبر من خلالها عما يريد قوله أو فعله بوعي أو بغير وعي مسبق، ويسمى الأحساس الذي تسببه تلك الذبذبات بحاسةالسمع وتقدر سرعة الصوت في وسط هوائي عادي ب 340 متر في الثانية أو 1026 كم في الساعة. تتعلق سرعة الصوت بعامل الصلابة وكثافة المادة التي يتحرك فيها الصوت.
الصوت هو اهتزاز ميكانيكي للوسط، الصوت ليس موجة بل الموجة هي إحدى الاشكال (نماذج الانتشار) التي يبرز ويتميزبها الصوت وكمثال على نماذج أخرى: التيارات الصوتية والتدفق الصوتي
هنالك عوامل أخرى تؤثر على انتشار الصوت وسرعته كطبيعة المادة (اللزوجة، تأثرها بالمجال المغناطيسي)
يمكن تعريف الصوت بأنه سلسلة من التضاغطات والتخلخلات التي تنتقل في الوسط المادي إلى أن تصل إلى طبلة الأذن فتسبب حركتها وبالتالي تؤدي إلى الإحساس بالسمع .
وإذا أردنا أن نفصل أكثر في ميكانيكا الصوت فإنه يمكن أن نقول أنه عندما يصدر الصوت من الجسم المهتز فإنه يسبب ازدياد ونقصان للضغط في تلك المنطقة عن الضغط الجوي الطبيعي . وعندما يزداد الضغط بسبب الصوت تسمى هذه الحالة تضاغطات وعندما يقل الضغط تسمى هذه الحالة تخلخلات ، هذه التضاغطات والتخلخلات تنتقل عبر الوسط الناقل إلى أن تصل إلى طبلة الأذن .
ومن المناسب أيضاً أن نتحدث عن إزاحات جزيئات الهواء تحت تأثير الموجة الصوتية بدلاً من الحديث عن الضغط فيها . حيث أن جزيئات الوسط تتحرك ذهاباً وإياباً بنفس الطريقة التي يتحرك يها مصدر الصوت ذهاباً وإياباً. ويلاحظ في هذه الحالة أن الحركة الإهتزازية لجزيئات الوسط هي في نفس اتجاه انتشار الموجة الصوتية ، لذلك فإن هذه الأمواج هي أمواج طولية .
ويمكن القول أن هناك شرطان أساسيان لحدوث الصوت واتقاله هما :
1 - وجود جسم مهتز يصدر الموجات التضاغطية .
2 - وجود وسط مادي لنقل الصوت .
وللتعرف على خصائص الصوت نفذ النشاط التالي:
نشاط ( 1 )( درجة الصوت ) :
الأدوات :
1. مشط شعر أحد صفية متقارب الأسنان والآخر متباعد الأسنان عدد ( 3 ) .
2. شوكات رنانة مختلفة التردد .
3. صندوق رنان .
4. قطعة من الورق المقوى عدد ( 3 ) .
الخطوات :
( أ ):
1- أمرر على نصفي المشط حافة قطعة الورق المقوى بسرعة واحدة .
أ) ماذا تسمع ؟
ب) هل تسمع نغمة واحدة أم اكثر ؟
ت) إذا سمعت أكثر من نغمة فكيف تصف كل منها ؟
ث) سجل استنتاجك
التعليق:
* لعلك لاحظت أنه عند إمرار حافة الورقة على أسنان المشط فإنك تسمع نغمتين الأولى غليظة والثانية
رفيعة .
* التفسير :
إن قطعة الورق على نصف المشط متباعد الأسنان قل عدد الاهتزازات التي تحدثها قي الثانية أي قل
التردد فيكون الصوت غليظاُ .
وعند انتقالها إلى نصف المشط متقارب الأسنان زاد عدد الاهتزازات التي تحدثها الورقة في الثانية
أي زاد التردد فتكون النغمة رفيعة .
* مما يعني أن درجة الصوت ( رفعة أو غلظة ) يتوقف على تردد الصوت .
2- * اطرق شوكة رنانة أخرى بنفس القوة التي طرقت بها السابقة ذات تردد آخر( 480 هيرتز )
مثلاً ثم دع مقبضها يلامس نفس الصندوق الرنان صف ما تسمع .
· هل هنالك اختلاف بين النغمتين المسموعتين في ( 1 , 2 ) .
· بما تمتاز هاتين النغمتين عن بعضهما .
· سجل استنتاجاتك .
التعليق :
إن الصوت الناتج عن ملامسة قاعدة الشوكة الأولى للصندوق يكون غليظاً وفي الحالة الثانية يكون
رفيعاً أي يتغير الصوت في درجته مما يعني أن درجة الصوت تعتمد على تردده .
نشاط ( 2 ) ( شدة الصوت ) :
الأدوات :
1- شوكات رنانة مختلفة .
2- صندوق رنان , مطرقة .
الخطوات :
1- اطرق الشوكة الرنانة ( 256 هيرتز مثلاً ) ثم ضع مقبض الشوكة في الصندوق الرنان ؟؟ صف ما تسمعه .
2- اطرق الشوكة الرنانة السابقة ولكن بقوة أكبر ؟ ( كيف يمكنك ذلك ) .
وكرر ما فعلته في السابق ؟ صف ما تسمعه .
التعليق :
لعلك لاحظت في الرنين السابق أن الصوت لهما نفس الدرجة ( نفس التردد ) إلا أنهما تختلفان في طاقة الصوت ( شدة الصوت ) ] أي علو الصوت أو انخفاضه [ .
نشاط ( 3 ) ( نوع الصوت ( جرْسه ) ) :
الأدوات :
1- آلات موسيقية مختلفة إن توفرت .
2- شوكات رنانة مختلفة.
الخطوات:
1- اطرق الشوكة الرنانة ولاحظ ترددها وكيف تسمعه .
2- اجعل وتر الكمان يهتز بنفس تردد الشوكة الرنانة مع مراعاة أن الصوت يتم بنفس القوة .
3- هل هنالك اختلاف في الصوت المسموع ؟
4- ماذا تسمى هذه العملية ؟
5- لعلك توصلت إلى أن الأصوات وإن كان لها نفس الشدة و التردد يمكن تمييزها عن بعضها تبعاً لمصدرها .
ملاحظات:
1- تختلف الأصوات عن بعضها في (درجتها , وشدتها , ونوعها ).
2- تسمى الخاصية التي تمكن الأذن من تمييز الأصوات .
أ) من حيث حدتها ( درجة الصوت ).
ب) من حيث علّو الصوت ( شدة الصوت ).
ج) من حيث مصدرها على الرغم من تساويها في التردد والشدة (نوع الصوت ) .
3) ينبغي التمييز بين علّو الصوت Loudness وشدة الصوت (Iutensity) .
حيث يرتبط علّو الصوت بشدة الصوت , فشدة الصوت هي كمية الطاقة التي تعبر عمودياً وحدة المساحات باتجاه انتقال الموجات خلال ثانية واحدة أما علو الصوت فيتوقف على شدة الصوت المسموع وعلى حساسية الأذن وبشكل عام تعتمد شدة الصوت الواصل للسامع على :
أ) بعد المصدر عن السامع .
ب) كثافة الوسط الناقل للصوت وحركة جزيئاته .
ج) مساحة السطح المهتز .
د) سعة اهتزاز الجسم المحدث للصوت .
4) درجة الصوت تختلف باختلاف مصدرة فمثلاً كلما زاد شد الوتر زاد ترددة فتزداد درجة
الصوت ( أي حدته ) , وبزيادة طول الوتر يقل ترددة فتقل درجته .
5) تختلف الأصوات عن بعضها في العلو أو الدرجة أو النوع وذلك اعتماداً على شدة الصوت وتردده ومصدره
الخلاصة:
يعتبر الصوت أحد الظواهر الهامة التي يستعملها الإنسان والحيوان للتخطيط والتفاهم عن طريق حاسة السمع (الاذن) التي يتم بواستطها تحويل الصوت من موجات صوتية إلى أشارات كهربائية عن طريق الاذن والمخ والتي تتحول إلى معلومات مفهومة وتشمل هذه الظواهر جميع الاصوات على اختلاف مصادرها ووسائلها. مثلا سماع الاصوات من الآلات الموسيقية وتعدد وسائل الاتصالات المسموعة التي تعتمد على تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى وتطور الأجهزة الصوتية التي تأخد أشكالا متعددة في تطبيقاتها الحديثة في مجالات الطب والصناعة والزراعة وغيرها تجعل العلماء والمهتمين بهذا المجال يكثفون الجهد لفهم الظواهر الموجية من حيث مصادرها وكيفية حدوثها وطرق انتشارها والعوامل التي تتحكم فيها ومدى الاستفادة منها. إذا لاحظنا بعناية الطرق التي يحدث بها الصوت نجد أنه لابد من بدل شغل في كل حالة.الموسيقى يبذل شغلا لتحريك أوتار الآلة الموسيقية كما أن الصوت الناتج عندما تصفق يديك لتشجيع فريقا رياضيا مثلا يأتي من بذل شغل وهذا الشغل المبذول بواسطة اليدين يسبب اضطرابا في الهواء المحيط منحولا إلى طاقة صوتية تتشكل على شكل موجات منتظمة عليه فإن الصوت صورة من صور الطاقة إذا استقبلتها الأذن يحدث الاحساس بالسمع. و تعتبر دراسة "الصوت" من المواضيع المهمة حيث تستخدم هذه الدراسات في ابحاث الطيران والفضاء والطاقة المتجددة والطاقة النووية والابحاث الطبية.
من أهم خصائص الصوت : الطول الموجي – الزمن الدوري – التردد – وكل هذه المصطلحات يمكنك الاطلاع عليها ضمن الخصائص العامة للموجات والتي سبق مناقشتها . ومن الخواص الاخرى : الدرجة والشدة والنوع التي سبق شرحها.
درجة الصوت : هي خاصية الصوت التي تعتمد على تردد الموجات الواصلة للأذن وهي تميز الأصوات الرفيعة (الحادة) من الأصوات الغليظة وتكون الأصوات الرفيعة أعلى تردداً من الأصوات الغليظة وصوت المرأة مثلاً أعلى درجة من صوت الرجل وذلك لأن تردد صوت المرأة أكبر من تردد صوت الرجل. ودرجة الصوت لا تعتمد على علوه بل على تردده .
نوع الصوت : " خاصية الصوت التي تتوقف على نوع مادة المصدر وطريقة توليد الصوت فتمكننا من التمييز بين صوتين متساويين بالعلو والدرجة ولكنهما صادران من مصدرين مختلفين" تعرف بأنها نوع الصوت.
تصنف الموجات الصوتية طبقا لتردداتها كما يلي: الموجات المسموعة
هي تلك الموجات التي تقع تردداتها بين 20 هرتز و 20.000 هرتز ، وتمثل الصوت المسموع بواسطة الأذن البشرية العادية. حيث أن الحد الأدنى لتردد الصوت التي تحس بها الأذن البشرية الطبيعية هو 20 هيرتز تقريبا بينما الحد الأعلى هو 20 الف هرتز ، وينخفض هذا المدى عند كبار السن إلى حوالي 12.000 هرتز. وأقصى درجات الاحساس بالصوت لأذن بشرية عادية يقع في المدى بين 5000 هيرتز و8000 هيرتز والذي يشمل ذبذبات الحروف الهجائية. وكما هو معروف يمكن أحداث الموجات السمعية عن طريق الاحبال الصوتية في الإنسان والآلات الموسيقية سواء الوترية أو النحاسية أو الأنبوبية وغيرها من الآلات الأخرى. الموجات الفوق سمعية
هي الموجات التي تزيد تردداتها على 20 الف هيرتز والتي تقع خارج نطاق حاسة الاذن البشرية. وهذا النوع من الموجات ما زال موضع بحث واهتمام مكثف نظرا للتطبيقات المهمة التي تمس مجالات عديدة في الصناعة والطب وغيرهما. وقد أصبح بالإمكان إنتاج موجات فوق صوتية تزيد تردداتها على 1000000 هيرتز ولاتختلف هذه الموجات من حيث الخواص عن الموجات الصوتية الاخــرى إلا أنه نظرا لقصر طول موجاتها فإنه بالإمكان تنتقل على هيئة أشعة دقيقة عالية الطاقة. الموجات تحت السمعية
هي الموجات الصوتية التي يقل ترددها عن 20 هيرتز ولاتستطيع الاذن البشرية الاحساس بها واهم مصدر لها هو الحركة الاهتزازية والانزلاقية لطبقات القشرة الأرضية وما ينتج عنها من زلازل وبراكين وعليه انها مهمة جدا في رصد الزلازل وتتبع نشاط البراكين. وتستطيع بعض الحيونات الاحساس بالزلازل قبل حدوثها بسببها 300 Hz and 2000 Hz added 900 Hz and 1100 Hz
مصطفى دعمس المدير العام - الأستاذ مصطفى دعمس
عدد المساهمات : 1699 تاريخ التسجيل : 15/11/2010 العمر : 52 الموقع : منتدى المعلم مصطفى دعمس
موضوع: تمارين الجمعة أبريل 08, 2011 11:13 am
س1):
ضع دائرة حول رمز الإجابة الصحيحة:
1) خاصية الصوت التي نميزه بها من حيث القوة أو الضعف تسمى :
أ) الدرجة
ب) السرعة
ج) الشدة
د) النوع
2) عندما تضرب زوجاً من الأوتار فإنك تسمع الصوت بوضوح فإذا أردت الحصول على صوت شدته
أكبر فإنك تضرب الأوتار :
أ) بقوة أقل
ب) بقوه أكبر
ج) عدة مرات متتالية بقوة مختلفة
د) عدة مرات متتالية بنفس القوة السابقة
3) في ساحة المدرسة تقف ( إيمان ) على بعد 10م من السمّاعة وتقف زهراء على بعد 15م من السمّاعة نفسها فإن الصوت الذي تسمعه إيمان يختلف عن الصوت الذي تسمعه زهراء من حيث :
أ) الشدة
ب) الدرجة
ج) النوع
د) النوع والشدة
4) لديك ثلاث شوكات رنانة ترددها على الترتيب ( 256 , 480 , 512 )هيرتز , إذا طرقت الشوكات
الثلاث بالقوة نفسها فإن إحدى العبارات التالية صائبة فيما يخص الصوت الناتج عنها :
أ) يكون لها نفس الدرجة
ب) في الأعلى تردداً يكون الأعلى شدة
ج) في الأقل تردداً يكون الأقل شدة
د) في الأعلى تردداً يكون الأعلى درجة
5) شوكة رنانة ووتر عود ضربا بنفس القوة واهتزا بنفس التردد هذا يعني أن للصوت الناتج عنهما له:
أ) نفس النوع والشدة والدرجة
ب) نفس النوع والدرجة فقط
ج) نفس النوع والشدة فقط
د) مختلفان في النوع ولهما نفس الدرجة والشدة
6) يمتاز صوت المرأة عن صوت الرجل بأنة أكثر حده هذا لأن :
أ) تردد الصوت الصادر عن المرأة أقل من تردد صوت الرجل
ب) تردد الصوت الصادر عن المرأة أكبر من الرجل
ج) سرعة الصوت الصادر عن المرأة أكبر من سرعة الصوت الصادر عن الرجل
د) سرعة الصوت الصادر عن المرأة يساوي سرعة الصوت الصادر عن الرجل
س2):
أ) : ما هي العوامل التي تؤدي إلى اختلاف الأصوات ؟ وعلى ماذا يعتمد كل منها ؟
ب): علل:
يمكن أن تتماثل نغمتان في الشدة والدرجة وتميزهما الأذن .
مصطفى دعمس المدير العام - الأستاذ مصطفى دعمس
عدد المساهمات : 1699 تاريخ التسجيل : 15/11/2010 العمر : 52 الموقع : منتدى المعلم مصطفى دعمس
موضوع: العلاقة بين نشوء الصوت واهتزاز المادة . الجمعة أبريل 08, 2011 12:00 pm
الصوت أول وسيلة للتعلم ومنها الآيات القرآنية الكريمة التي تشير الى ذلك؛
[b]الصوت عبارة عن موجات طولية تتكون من تضاغطات ( تقارب دقائق الوسط من بعضها ) وتخلخلات
( تباعد دقائق الوسط عن بعضها )وأن هذه التضاغطات والتخلخلات تنتشر بنفس إتجاة انتشار الموجة .
ب) بزيادة تردد المصدر تقل المسافة بين تضاغطين متتاليين أي يقل الطول الموجي :λ= ع/تد
الصوت عبارة عن أمواج طولية تنتقل عبر الوسط المادي ، ولكي نحدد سرعة الصوت أو الموجة الطولية في الوسط لابد أن نتعرف على أهم العوامل لتحديد سرعة الصوت
سرعة الصوت في الهواء تبلغ 343م/ث [b]تعتمد سرعة موجات الصوت على الوسط الناقل لها, وتكون سرعتها في الغازات أقل ما يمكن, ثم تزداد في السوائل, وتكون أسرع ما يمكن في الأجسام الصلبة. كذلك تعتمد سرعة الصوت على درجة حرارة الوسط. تعتمد سرعة الصوت على الوسط الذي ينتقل خلاله الصوت. وخصائص الوسط التي تحدد سرعة الصوت هي الكثافة وقابلية الانضغاط. والكثافة هي مقدار الكتلة الموجودة في وحدة الحجم من المادة. وتقيس قابلية الانضغاط مدى سهولة كبس المادة في حيز ضيق. وكلما زادت الكثافة وزادت قابلية الانضغاط، قلت سرعة الصوت.
ولحساب سرعة الصوت نطبق العلاقة اتلتالية:
ع د 2 = ع د 1 + (0.61 +∆ د ) )
حيث : 0.61 مقدار ثابت: وتزداد سرعة الصوت بمقدار ( 0.61 م / ث ) كلما ارتفعت درجة الحرارة درجة سليزية واحدة.
[/b]
فسرعة انتشار الموجات الصوتية تعتمد على:
نوع الوسط المهتز
وكثافته
ومرونته
وحالته [b]( صلب , سائل , غاز )
ودرجة حرارته .
نتائج:
1- تزداد سرعة انتشار الصوت في الوسط الواحد بزيادة درجة حرارته .
2- سرعة انتشار الصوت في الأوساط الصلبة أكبر منها في السائلة أكبر منها في
الأوساط الغازية .
3 - سرعة الصوت في الوسط الواحد تعتمد على كثافته ودرجة حرارته.
[/b]
[/b]سرعة الصوت في الغازات : تتوقف سرعة الصوت على نوع الغاز ودرجة حرارته. وتزداد سرعة الصوت بمقدار ( 0.61 م / ث ) كلما ارتفعت درجة الحرارة درجة سليزية واحدة. ولحساب سرعة الصوت ( ع ) في درجة حرارة ( دْ ) سيليزية تستعمل العلاقة التالية :
عد = 331.5 + 0.61 × د ْه
[b]وتزداد سرعة الصوت في الهواء بزيادة الرطوبة في الجو لأن كثافة الهواء الرطب أقل من كثافة الهواء الجاف. سرعة الصوت في السوائل : نتشر موجات الصوت بسرعات أكبر في السوائل وذلك بسبب تقارب الجزيئات. فعلى سبيل المثال تنتقل موجات الصوت بسرعة 1482 م/ث في الماء العذب وهذه السرعة أربعة أضعاف سرعة الصوت في الهواء. وتعتمد كثير من الحيوانات البحرية على موجات الصوت للاتصال فيما بينها حيث إن موجات الصوت تتحرك بسرعة أكبر في الماء. سرعة الصوت في الأجسام الصلبة : تكون سرعة موجات الصوت أكبر في الأجسام الصلبة وذلك بسبب أن الجزيئات في المواد الصلبة تكون متقاربة أكثر فأكثر. فعلى سبيل المثال تكون سرعة موجات الصوت في الفولاذ 17 ضعف لسرعة نفس الموجات في الهواء. والجدول التالي يوضح سرعة الصوت في بعض المواد .
سرعة إنتقال الصوت في الغازات
الغاز
درجة الحرارة ( سْ )
السرعة ( م / ث )
هيليوم
0
570
آرغون
0
307
كريبتون
0
212
هيدروجين
0
1260
أوكسجين
0
315
نيتروجين
0
337
الهواء الجاف
0
331
بخار الماء
134
494
ثاني أكسيد الكربون
0
259
[/b]
مصطفى دعمس المدير العام - الأستاذ مصطفى دعمس
عدد المساهمات : 1699 تاريخ التسجيل : 15/11/2010 العمر : 52 الموقع : منتدى المعلم مصطفى دعمس
موضوع: رد: خصائص الصوت الجمعة أبريل 08, 2011 12:03 pm
Waves can be set up in a string with apparatus similar to that shown. One end of a long string is attached to a simple mechanical vibrator. The vibrator is driven by a signal generator that can produce signals with a frequency range from zero to about 20 kHz. The above wave is the fundamental or first harmonic. The one below is the second harmonic.
The formation of the standing waves may be explained as follows. Refer again signal generator diagram above. Incident transfer pulses are generated at the source on the left of the string and travel along the string to the fixed end where they are reflected and move back along the string towards the source.
