الصوت عبارة عن موجات لها القدرة على الانتقال عبر الوسائط الفيزيائية مثل الهواء والغازات والسوائل والمواد الصلبة.
لكنها لا تستطيع السفر في الفراغ، ويمكن للكائنات الحية أن تستشعر هذه الموجات من خلال الأذن والسمع.
الموجات الصوتية هي وسيلة اتصال بين الكائنات الحية، لذا ترقبوا كل التفاصيل في مقالتنا المميزة دائمًا على.
الموجات الصوتية في الفيزياء
يُعرّف الصوت ماديًا بأنه الاهتزاز الميكانيكي للوسط وينقسم إلى ثلاثة أنواع:
موجات طولية
- وهي مشتتة في البلازما والوسائط الغازية والسوائل وتتكون من ضغط وخلخلة واحدة.
- تُعرف ماديًا باسم موجات الضغط لأنها تتكون من عدة طبقات متتالية فوق بعضها البعض.
- يبدأ الضغط الموجود فيه في الزيادة تدريجياً، ثم يتناقص تدريجياً وينتشر في نفس اتجاه الموجة.
الموجات المستعرضة أو المستعرضة
يتكون من قاع وقمة ويتنقل بين الوسائط الصلبة على شكل موجات متتالية وعمودية على اتجاه انتشار الصوت.
يمتد عموديًا على شكل الموجة.
موجات سطحية
حركة هذا النوع من الموجات الصوتية هي حركة دورانية تحدث على سطح الوسط.
من خلال مرور الموجة الصوتية، تقل سرعة وقوة هذا النوع من الموجات كلما انحدرت أعمق في الوسط.
اقرأ أيضا: نصائح لتفتيت حصوات الكلى بموجات الصدمة
أنواع الموجات الصوتية
بمعنى آخر، يمكن تصنيف الموجات الصوتية حسب ترددها إلى ثلاثة أنواع على النحو التالي:
قنوات صوتية
- إنها الموجات التي يمتلك الإنسان القدرة على سماعها وتمييزها.
- يمكن ضبط تردد هذه الموجات والتواصل معها بسهولة.
- هذه هي الموجات التي يتراوح ترددها من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز.
أيضا الموجات فوق الصوتية
- وهي موجات ترددها أعلى من قدرة الإنسان الطبيعية على تمييزها وسماعها.
- تردده أعلى بكثير من قدرة الإنسان على إدراك الأصوات التي ينتجها.
- يبلغ تردده أكثر من 20 كيلو هرتز ويستخدم بشكل شائع في الفحوصات الطبية للأعضاء الداخلية للجسم ويعرف باسم السونار.
الأشعة تحت الحمراء
- إنها موجات ضعيفة لدرجة أن الشخص لا يستطيع سماعها أو إدراكها.
- تردده أقل من 20 هرتز ويستخدم بشكل شائع في التنقيب تحت الأرض.
- التنقيب عن النفط ومقاييس الزلازل وما إلى ذلك.
خصائص الموجات الصوتية
- حركة اهتزازية ناتجة عن تأثير الصوت على جزيئات الوسط المنتشر فيه مما يؤدي إلى اهتزازها.
- تردد الاهتزاز في الوسط الذي ينتقل من خلاله.
- تختلف سرعة الصوت باختلاف الوسيط الذي تنتقل عبره الموجات الصوتية.
- حيث تكون أسرع في وسط صلب منها في وسط غازي أو سائل.
- شدة الصوت، وهي مقدار الطاقة الصوتية الناتجة عن تأثير الموجات الصوتية على سنتيمتر مربع واحد من المنطقة أثناء انتقال الموجة الصوتية.
- يتم قياس هذه الكمية من طاقة الموجة الصوتية باستخدام وحدة ديسيبل الفيزيائية.
- ضغط الصوت، وهو مقدار الاختلاف بين متوسط الضغط المحلي وضغط موجة الصوت.
- يتم طرح مربع الاختلاف من هذا التعبير، ويتم حساب الجذر التربيعي منه.
- سعة الموجة الصوتية هي عامل يؤثر على كمية الطاقة في الموجة الصوتية.
- تتناسب طاقة الموجة الصوتية طرديًا مع اتساعها.
- يتم تعريف سعة الموجة الصوتية أيضًا على أنها المسافة بين قمة الموجة والموجة التي تتوقف عندها حركة الموجة الصوتية.
- السرعة التي تنتقل بها الموجة الصوتية عبر وسيط، أو السرعة التي تتجدد بها الموجة الصوتية نفسها.
- تقاس بوحدات السرعة، وهي وحدة طول مقسومة على وحدة زمنية.
- وبالتالي، فإن وحدة سرعة الموجة هي متر / ثانية.
- تقاس بوحدات السرعة، وهي وحدة طول مقسومة على وحدة زمنية.
استخدام الموجات الصوتية
يعتمد الصوت على الاهتزازات التي تنتجها الموجات من المصدر الذي تنتقل عبره إلى الغلاف الجوي.
تخلق هذه الاهتزازات موجات من الطاقة، وقد تمكن الناس من استخدام هذه الموجات للعديد من الأغراض والمهام المختلفة في حياتهم اليومية.
الإتصالات
- بدون الموجات الصوتية، لا يستطيع البشر التواصل لفظيًا مع بعضهم البعض.
- الحبال الصوتية البشرية هي الموجات الصوتية التي تنتقل عبر الهواء إلى آذان الآخرين.
- تمكن الإنسان من استخدام هذه التقنية في ابتكار وتطوير طرق الاتصال الحديثة.
- اخترع الإذاعة والتلفزيون والهواتف واستطاع استخدامها في مختلف مجالات الحياة.
استكشاف المحيطات
- تستخدم الموجات الصوتية بشكل أساسي في أجهزة السونار، والتي لها العديد من تطبيقات الاستطلاع.
- بما في ذلك استكشاف المحيطات، حيث يتم إرسال أجهزة السونار إلى قاع المحيط.
- عندما يصطدم بجسم ما، فإنه يصدر ترددات معينة.
- يقيس العلماء أصداء هذه الموجات لتحديد مسافة وحجم الجسم الذي ترتد منه الموجات الصوتية.
- كما تستخدم السفن البحرية نفس التكنولوجيا للبحث عن غواصات العدو ومسحها.
قد تكون مهتمًا. بحوث خصائص الموجة جاهزة
استكشاف الموارد الجوفية
- يستخدم الجيولوجيون الموجات الصوتية لاستكشاف احتياطيات النفط الجوفية.
- عندما ترتد الموجات الصوتية عن الأرض، يقيس العلماء مسار الموجات.
- في الأرض وسرعتها.
- من خلال هذا، يمكن استنتاج تكوين الأرض وكثافتها، وكذلك يمكن التنبؤ بالزلازل.
- ودراسة العديد من المظاهر الأخرى المتعلقة باطن الأرض.
الصيد
- لا يقتصر استخدام هذه التقنية على البشر، حيث تعتمد العديد من المخلوقات على استخدام الموجات الصوتية للبحث عن الطعام والحصول عليه.
- بما في ذلك الخفافيش، والتي تعتمد إلى حد ما على الموجات الصوتية المنبعثة، ثم القفز إليها مرة أخرى والقياس.
- من خلالها صيد الأماكن والمسافة بينها وكذلك العديد من المخلوقات الأخرى.
- مثل الدلافين، يستخدمون نفس التقنية للتواصل مع بعضهم البعض وتحديد موقعهم.
بالموجات فوق الصوتية
- تُعرف أيضًا باسم التصوير فوق الصوتي أو التخطيط التشخيصي الطبي، وهي تقنية لتصوير الأعضاء الداخلية للجسم.
- حسب استخدام الموجات عالية التردد أو الموجات فوق الصوتية.
- ينتج عن ذلك صور دقيقة لداخل جسم الإنسان.
- يسمح بتشخيص الأمراض ومعرفة العلاج الطبي المناسب لها.
- تستخدم هذه التقنية عادة في الفحوصات الطبية الخارجية، حيث يتم وضع جهاز الموجات فوق الصوتية خارجيًا على الجسم.
- لكن في بعض الحالات، يمكن وضعه داخل الجسم لإجراء فحوصات أكثر دقة، مثل الموجات فوق الصوتية المهبلية.
- تستخدم تقنية الموجات فوق الصوتية لتشخيص العديد من الحالات الطبية وأشهرها فحص الرحم.
- متابعة حالة الجنين أثناء الحمل وفحص المبايض.
- والعديد من الفحوصات الأخرى مثل التبويض في حالة تأخر الحمل.
- تشخيص حالات المرارة وفحص أمراض غدة البروستاتا والأعضاء التناسلية.
- كما أنها تستخدم لتوجيه الإبرة للخزعة أو لعلاج الأورام.
- وكذلك فحص الغدة الدرقية وفحص أورام الثدي والفحوصات الطبية الأخرى.
- مما يساعد على تشخيص المرض بدقة وتحديد العلاج المناسب لكل حالة.
- عادة ما يتم إجراء الموجات فوق الصوتية دون أي تحضير أو إجراء مسبق.
- باستثناء حالات قليلة تتعلق بأبحاث المرارة.
- قد يطلب منك الطبيب عدم الأكل أو الشرب لمدة ست ساعات حتى يتمكن من إجراء الفحص بشكل كامل.
- لفحص الحوض أو المثانة، سيطلب منك الطبيب عادة شرب الكثير من الماء قبل الفحص.
- يساعد هذا في تحديد المثانة بشكل أكثر دقة وبالتالي الحصول على التشخيص الأكثر دقة.
أنظر أيضا: أضرار ومخاطر تفتيت الحصى بموجة الصدمة
أخيرًا، كانت هذه بعض المعلومات عن الموجات الصوتية والموجات فوق الصوتية.
نأمل أن تجد هذه المقالة مفيدة وتشاركنا بأسئلتك في التعليقات.