نفسر ما هو الصوتيات ، وماهي فروعها وما هي الظواهر الصوتية التي تدرسها. أيضا ما هو التلوث الضوضائي.
ما هي الصوتيات؟
الصوتيات هي فرع الفيزياء ما يدرسه يبدو. هو علم الطبيعة مكرس لفهم ظواهر إنتاج ونقل ومراقبة واستقبال الصوت والموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية ، وكذلك آثارها في العالم الحقيقي.
يعرف الصوتيات الصوت بأنه اهتزاز ، أي الانتشار الميكانيكي لـ أمواج من خلال قضيه، كن في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية، ويحاول وصف هذا الإزاحة من خلال الصيغ والمبادئ الرياضية.
انه واحد من علوم أقدم البشرية ، والتي يمكن إرجاع بداياتها إلى العصور القديمة الكلاسيكية ، بين القرن السادس قبل الميلاد. ج وأنا د. ج ، وخاصة في اليونان وروما. كانت دراساته الرسمية الأولى ، التي أجراها فيثاغورس (حوالي 569-475 قبل الميلاد) ، تتعلق بفهم الأصوات الموسيقية ، لمحاولة فهم سبب كون بعض الأصوات أجمل من غيرها.
كان أرسطو (384-322 قبل الميلاد) ، بعد أكثر من قرن من الزمان ، هو من اكتشف أن الصوت يتكون من تقلصات وتمددات في الهواء ، وقد كتب أول أطروحة حول هذه المسألة بعد قرون من قبل المهندس المعماري الروماني فيتروفيوس (80-15 قبل الميلاد). ) حوالي 20 قبل الميلاد. ج.
ومع ذلك ، كان من ثورة علمية في عصر النهضة ، بدأ اكتشاف القوانين التي تحكم الصوت ، وذلك بفضل دراسات الأوتار المهتزة التي أجراها جاليليو جاليلي (1564-1642) ومارين ميرسين (1588-1648).انضم إليهم إسحاق نيوتن (1642-1727) فيما بعد ثم انضم إليهم فيما بعد "عمالقة" الصوتيات: الألماني هيرمان هيلمهولتز (1821-1894) واللورد رايلي (1842-1919) ، من بين علماء عظماء آخرين يدرسون الصوت.
تم إجراء المحاولات الأولى لقياس سرعة الصوت في الهواء ، وهي أحد الإنجازات التأسيسية للصوتيات ، في القرن السابع عشر ، وعلى الرغم من أنها لم تكن دقيقة للغاية ، إلا أنها كشفت أن سرعة الموجات لا تعتمد على تأثيرها. تكرر. في عام 1738 حققت أكاديمية باريس للعلوم أ قياس يساوي تقريبًا القيمة التي يتم التعامل معها حاليًا: 331.29 مترًا في الثانية.
اليوم ، الصوتيات هي تخصص مهم مع العديد من التطبيقات التقنية ، سواء في مجال هندسة معمارية والتخطيط الحضري ، كما في الطب ، الفنون والترفيه ، و الاتصالات، وحتى في العالم العسكري (مثل آلية الرادار).
فروع الصوتيات
يشمل الصوتيات مجموعة متنوعة من التخصصات الفرعية أو التخصصات ، من بينها ما يلي:
- الصوتيات المعمارية. فرع من الصوتيات مخصص لدراسة حركة الصوت في المباني والمساحات العمرانية ، من أجل بنائها بالشكل الذي يستفيد من طبيعة الصوت.
- صوتيات الموسيقى. فرع من الصوتيات مخصص لدراسة الصوت في السياق الفني ، أي موسيقى ومن الأصوات التي تعتبر جميلة. إنه يتعامل مع كل من الآلات الموسيقية وأنظمة ضبط النطاق.
- الصوتيات الفسيولوجية. فرع من الصوتيات مخصص لدراسة أداء الجهاز السمعي وأمراضه واضطراباته وتداعياته الأخرى.
- الصوتيات الكهربائية. فرع من الصوتيات مخصص لدراسة التقاط الصوت وإعادة إنتاجه وتضخيمه وإنتاجه من خلال الأجهزة الإلكترونية مثل الميكروفونات أو مكبرات الصوت.
- الصوتيات تحت الماء.فرع من الصوتيات مخصص لدراسة الصوت عند إنتاجه ونقله تحت الماء.
- الصوتيات النفسية. فرع من الصوتيات مخصص لدراسة العلاقة بين الصوت والعقل البشري ، أي الطريقة التي نتفاعل بها مع البشر على الصوت
- الصوتيات الحيوية. فرع من الصوتيات مخصص لدراسة الصوت في الكائنات الحية ، وخاصة الحيوانات: وظيفة الأصوات التي تصدرها ، والتخلص من جهاز الكلام ، من بين أمور أخرى.
- الصوتيات الصناعية. فرع الصوتيات مخصص لدراسة الصوت الناتج عن الأنشطة الإنتاجية البشرية وأشكال التلوث الضوضائي وتأثير الصوت في بيئة العمل.
الظواهر الصوتية
ينتشر الصوت في البيئة المادية على شكل موجات ميكانيكية ، تسمح خواصها بإجراء تغييرات وتحولات مختلفة ، تُعرف بالظواهر الصوتية. الظواهر الرئيسية هي:
- ال انعكاس. إنها ظاهرة تحدث عندما تلتقي الموجات الصوتية بجسم مادي يغير مساره الأصلي أو يعدله ، مما ينتج عنه تأثير ارتداد يمكن أن يعيده إلى مصدره الأصلي. اعتمادًا على الظروف التي يحدث فيها الانعكاس ، قد تحدث ظواهر أخرى مماثلة ، مثل:
- الصدى إنه نوع من انعكاس الصوت تعود فيه الموجة إلى مصدرها بعد اصطدامها بسطح عاكس ، في دورات بفاصل زمني قريب من 0.1 ثانية. إنه مشابه للتأثير الناتج عن خفيفة عند الاصطدام بالمرآة ، وإعادة جزء من أصواتها إلى الباعث ، كما هو الحال في الكهوف الطويلة التي نسمع فيها صوتنا يتكرر نحونا.
- الصدى. إنها ظاهرة مرتبطة بانعكاس الصوت ، حيث يمكن سماع الصوت بعد توقفه عن الانبعاث ، أي عندما يكون باعثه صامتًا.ترجع هذه الظاهرة أيضًا إلى الثبات الصوتي ، ويتم تفسيرها على أنها إطالة للأصوات الأولية ، كما هو الحال في حالة الضوضاء المصاحبة للانفجار.
- الموجات الموقوفه. إنها ظاهرة تحدث عندما تضاف موجة منعكسة إلى الموجة الأصلية على نفس المحور ، مما يعدل خصائص كلاهما ويزيد أو ينقص اتساعها ، بحيث يكون الصوت الناتج مختلفًا تمامًا عن الصوت المنبعث. هذا ما يحدث عندما يسجل ميكروفون الإخراج إلى مكبر صوت خاص به ، أي عندما يكون ملف استجابة.
- استيعاب. إنها ظاهرة يمكن اعتبارها معاكسة للانعكاس ، لأن الموجات الصوتية في هذه الحالة ، عندما تواجه حاجزًا ماديًا ، لا تغير مسارها ، بل يتم إلغاؤها أو تحييدها ، إما جزئيًا أو كليًا. تُستخدم هذه الظاهرة لعزل الصوت في مساحات معينة ، مثل أماكن الممارسة الموسيقية ، مما يمنع الموجات من الانتشار أكثر نحو الخارج.
- الانكسار. هي ظاهرة تحدث عندما تنتشر الموجات الصوتية من وسط فيزيائي إلى آخر مختلف (على سبيل المثال ، من الهواء إلى الماء أو العكس) ، وفي هذه العملية يتم تعديل سرعتها واتجاهها ، إلى درجة مكافئة للخصائص الفيزيائية من البيئة التي ينتقلون إليها. يمكننا تجربة هذه الظاهرة إذا غوصنا في حوض سباحة واستمعنا إلى أولئك الذين يتحدثون على السطح.
- الانحراف. هي ظاهرة تحدث عندما تواجه الموجات الصوتية عائقًا في مسارها ، وتحيط بها وتحول سطح العائق إلى مصدر لموجات ثانوية (موجات انحراف) ، مما يؤدي إلى تشتت الصوت في البيئة. يمكن أن يحدث أيضًا عندما تمر الموجات الصوتية عبر فتحة صغيرة وتنتشر في البيئة الجديدة ، مثل عندما نتحدث من خلال أنبوب ويخرج صوتنا مشوهًا من الجانب الآخر.
- التدخل.إنها ظاهرة تحدث بسبب تراكب موجتين صوتيتين متوافقتين ، مما يؤدي إلى تعديل خصائصهما في العملية. عندما يتسبب هذا التداخل في زيادة في السعة ، يطلق عليه التداخل البناء ؛ عندما يتم فقدان السعة بدلاً من ذلك ، نتحدث عن التداخل المدمر. هذا ما يحدث عندما نكون في بيئة مليئة بالأشخاص الذين يتحدثون ويصبح من الصعب سماع الشخص المجاور لنا.
- تأثير دوبلر. وهي ظاهرة تحدث عندما يتحرك باعث الموجات بسرعة بالنسبة للمستقبل إما مبتعداً أو يقترب ، وتؤثر هذه الحركة على تردد الموجات الصوتية. هذا ما يحدث عندما تمر سيارة إسعاف من جانبنا ويكتسب صوتها المميز ترددًا عندما تقترب وتفقده عندما تتحرك بعيدًا.
التلوث سمعي
التلوث الضوضائي هو الانبعاث المستمر للأصوات المتطفلة في بيئة أو النظام البيئي، التي تصدر ضوضاء وتمنع أو تعوق انتشار الأصوات الطبيعية النموذجية للبيئة المذكورة. التلوث الضوضائي ملحوظ جدا في مدن، حيث يمكن أن يصبح تراكم الأصوات غير محتمل وحتى ضارًا جسديًا بالجسم ، بينما في المناطق الريفية والبرية هناك انخفاض في حدوث الموجات الصوتية المزعجة.
هذا النوع من التلوث له تأثيرات على النباتات والحيوانات التابع بيئات، وخاصة في الاستقرار النفسي للناس ، لأنه يمكن أن يدفعهم إلى حالات الانفعالات ، أو الكراهية ، أو الكرب ، أو التشتيت.