انرژی صوتی چیست؟
صدا چگونه سفر می‌کند؟
برای درک انرژی صوتی، اول باید بدانیم صدا چیست. صدا از ارتعاش2 به وجود می‌آید. وقتی یک شیء می‌لرزد، مولکول‌های هوای اطراف خود را به لرزه درمی‌آورد. این لرزش مانند موجی در آب، در هوا پخش می‌شود و وقتی به گوش ما میرسد، ما آن را به عنوان صدا می‌شنویم. این موج، موج صوتی3 نام دارد.
یک آزمایش ساده: یک بادکنک را نزدیک بلندگو قرار دهید. وقتی موسیقی با صدای بلند پخش شود، می‌بینید که بادکنک می‌لرزد. این لرزش به خاطر برخورد امواج صوتی به بادکنک است و به شما نشان می‌دهد که انرژی صوتی واقعاً وجود دارد و می‌تواند اجسام را تکان دهد!
انواع امواج صوتی و ویژگی‌های آن‌ها
امواج صوتی را می‌توان بر اساس نحوهٔ حرکتشان دسته‌بندی کرد. این جدول به شما کمک می‌کند آن‌ها را بهتر بشناسید:
| نوع موج | چگونگی حرکت | مثال |
|---|---|---|
| موج طولی4 | امواج در راستای همان جهتی که منتشر می‌شوند، فشرده و کشیده می‌شوند. | امواج صوتی در هوا |
| موج عرضی5 | امواج عمود بر جهت انتشار، بالا و پایین می‌روند. | امواج در ریسمان گیتار |
صدا ویژگی‌های مهمی دارد. بلندی صدا که به دامنه6 موج بستگی دارد. صداهای بلند دامنهٔ بزرگ‌تری دارند. زیر و بمی صدا نیز به فرکانس7 موج بستگی دارد. فرکانس تعداد لرزش‌ها در یک ثانیه است که با واحد Hz (هرتز8) اندازه‌گیری می‌شود. صداهای زیر فرکانس بالا و صداهای بم فرکانس پایینی دارند.
انرژی صوتی در خدمت انسان
انرژی صوتی فقط برای شنیدن موسیقی یا صحبت کردن نیست. این انرژی در زمینه‌های مختلفی به کمک انسان آمده است. پزشکان از امواج صوتی با فرکانس بسیار بالا (اولتراسوند9) برای دیدن داخل بدن و بررسی سلامت نوزادان قبل از تولد استفاده می‌کنند. در صنعت، از انرژی صوتی برای تمیز کردن وسایل بسیار حساس مانند جواهرات و قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود. حتی بعضی از حیوانات مانند خفاش‌ها و دلفین‌ها از پژواک10 صدا برای جهتیابی و شکار در تاریکی استفاده می‌کنند!
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
بله، اما به مقدار زیادی انرژی نیاز است. امواج صوتی خیلی قوی می‌توانند شیشه‌ها را بلرزانند و حتی بشکنند. دانشمندان در حال تحقیق هستند تا از انرژی صوتی برای جابه‌جا کردن اجسام کوچک در فضا استفاده کنند.
خیر. در یک محیط ساکت نیز مولکول‌های هوا در حال حرکت و برخورد هستند و انرژی بسیار کمی دارند. ما این انرژی کم را به عنوان صدا تشخیص نمی‌دهیم، اما این انرژی وجود دارد.
وقتی صحبت می‌کنیم، صدا هم از طریق هوا به گوشمان میرسد و هم از طریق استخوان‌های جمجمه. وقتی صدای ضبط‌شدهٔ خود را می‌شنویم، فقط بخشی که از طریق هوا منتقل شده را می‌شنویم، به همین دلیل برایمان غریب به نظر میرسد.
پاورقی
1 انرژی صوتی (Sound Energy): انرژی‌ای که توسط امواج صوتی حمل می‌شود.
2 ارتعاش (Vibration): حرکت سریع و پیاپی یک جسم به عقب و جلو.
3 موج صوتی (Sound Wave): آشفتگی یا اختلال که انرژی صوتی را در یک محیط منتقل می‌کند.
4 موج طولی (Longitudinal Wave): موجی که در آن ذرات محیط به موازات جهت انتشار موج نوسان می‌کنند.
5 موج عرضی (Transverse Wave): موجی که در آن ذرات محیط عمود بر جهت انتشار موج نوسان می‌کنند.
6 دامنه (Amplitude): بیشینهٔ جابه‌جایی یک موج از موقعیت تعادل که با بلندی صدا مرتبط است.
7 فرکانس (Frequency): تعداد چرخه‌های کامل یک موج در یک ثانیه که با زیر و بمی صدا مرتبط است.
8 هرتز (Hertz): واحد اندازه‌گیری فرکانس.
9 اولتراسوند (Ultrasound): امواج صوتی با فرکانس بالاتر از حد شنوایی انسان.
10 پژواک (Echo): بازگشت صدایی که از یک سطح منعکس شده است.