دانلود مقاله موج صوتی

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله موج صوتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

صوت ریشه در کلمه یونانی فون به معنی ارتعاش دارد .
تئوری و نحوه تولید :
وقتی کسی صحبت می کند هوای داخل ششها از میان دو پرده نازک در نای به تمام تارهای صوتی عبور می کند این دو پرده نازک که مرتعش شده و هوا را جبهه جبهه ( کپه کپه )‌به بیرون می فرستد. در هر ثانیه صدها و گاهی اوقات هزاران جبهه هوا ساخته می شود بطوریکه هوا بین گلو و دهان با مکانیزم لوله ها ی صوتی مرتعش می شود این ارتعش تحت تاثیر چگونگی قرار گرفتن زبان ـ دندانها ـ لب و سایر عوامل قرارمی گیرد .این هوای مرتعش باعث تغییرات جزئی در اطراف شخص صحبت کننده می شود که به آن صوت می گوییم .

آزمایش ساده :
یک پر خیلی کوچک را با نخ ابریشمی آویزان کنید و در مقابل دهان خود قراردهید دقت کنید که در موقع صحبت چگونه پر هماهنگ با کلمات مخصوصاً برای کلماتی با تغییرات آوایی بیشتر مانند ‹‹پوپک›› حرکت می کنند .
البته برای تغییرات فشاری بزرک حرکت می کند اغلب تغییرات چنان سریع و پیچیده هستند که پر نمی تواند هماهنگ با آن حرکت نماید .
تعمیم پدیده :
بهترین روش نمایش ارتعاشات با تغییرات سریع استفاده از دستگاه ‹‹ نوسان نما ›› یا اسیلوسکوپ که شبیه یک تلویزیون هست ، می باشد .
آناتومی گوش :

در داخل گوش انسان پرده گوش قراردارد که شبیه یک پوسته پهن در سطح گوش هست این پرده هماهنگ با تغییرات سریع فشار داخل هوا که صوت نام دارد نوسان می کند و یک اندام پیچیده شنوایی در پشت پرده گوشی پیام را به مغز می رساند . و در آنجا تغییر فشار به توسط پرده گوش با انتقال به مغز و تبدیل آن به پالس های الکتریکی در مغز مورد ترجمه و استفاده قرارمی گیرد .
دید کلی
آیا آزمایشهای مربوط به هوا صوت را منتقل می‌کند؟
صوت در آزمایشهای مربوط به هوا با چه سرعتی منتقل می‌شود؟
آیا صوت فقط در محیط آزمایشهای مربوط به هوا می‌تواند منتشر شود؟
از مشاهداتی که در زمانهای قدیم انجام شده و بدست ما رسیده معلوم می‌شود، این مطلب که: «صوت بوسیله هوا از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌گردد»، مورد قبول عموم بوده است. در حقیقت ارسطو اصرار ورزیده است به اینکه حرکت آزمایشهای مربوط به هوا در نقل انتقال صوت مؤثر است، ولی این موضوع مانند سایر مطالبی که در فیزیک بیان نموده با ابهام توأم می‌باشد.

سیر تحولی و رشد
نظر به اینکه در موقع انتقال صوت ، آزمایشهای مربوط به هوا حرکت نمی‌کند، تعجب آور نیست اگر بگوییم که فلاسفه دیگر معاصر ارسطو این عقیده او را تکذیب نمودند و به همین طریق در دوره گالیله ـ فیلسوف فرانسوی موسوم به کاساندی (1655 ـ 1592) جریانی از اجزاء کوچک غیر مرئی بسیار ریز می‌دانست که از جسم صدا دار برخاسته و پس از عبور آزمایشهای مربوط به هوا به گوش رسیده و آنرا متأثر می‌سازد.
اتوفن گریکه (1686 ـ 1602) موضوع اینکه انتقال صوت بواسطه حرکت آزمایشهای مربوط به هوا می‌باشد، با شک زیاد تلقی کرده و می‌گوید: "صدا در محیط آرام یعنی وقتی آزمایشهای مربوط به هوا بدون حرکت می‌باشد، بهتر انتقال پیدا می‌نماید." به علاوه در اواسط قرن 17 تجربه به صدا در آوردن زنگ در زیر سرپوش خالی از آزمایشهای مربوط به هوا را تکرار کرده و ادعا نمود که با وجود این صدای زنگ را می‌شنود.
دانشمندان انتشار صوت در جامدات و شاره‌ها را بررسی کرده و به نتایجی بهتر رسیده‌اند که کاربردهای آن را در علوم و فنون بیان کرده و امروزه نسبت به کشفیات خود در مورد کاربردی کردن انتشار صوت در کارهای نظامی و غیر نظامی می‌پردازند. البته این موضوع با علم جدید ژئوفیزیک (امواج زلزله Seismological wave) آشکار می‌شود.
انتشار صوت در خلا
صدا در محیط آرام یعنی وقتی محیط بدون حرکت می‌باشد، بهتر انتقال پیدا می‌کند. در سال 1660 رابرت بویل در انگلستان تجربه به صدا درآوردن زنگ زیر سرپوش را مجددا با احتیاط کامل و بـا تـلمبه تخلیه‌ قویتر به عمل آورد و آنچه را که امروز مسلم و معلوم است، (یعنی اینکه شدت صوت زنگ به نسبت عکس غلظت هوای درون سرپوش کم می‌شود) روشن و واضح ساخت. او بطور قطع و مسلم گفت که آزمایشهای مربوط به هوا محیطی است که صوت را انتقال می‌دهد و این خاصیت هم منحصر به آزمایشهای مربوط به هوا نمی‌باشد.

سرعت انتشار صوت

در سال 1635 گاساندی در پاریس سرعت صوت را اندازه گرفت و برای اینکار از اسلحه‌های باروتی استفاده نموده ، سرعت مسیر برق انفجار را مساوی بینهایت فرض کرد. عددی که برای سرعت صوت پیدا کرد 1673 فوت پاریسی در ثانیه بود. فوت پاریسی تقریبا معادل با 32.482 سانتیمتر بوده است.
سرعت انتشار صوت در آزمایشهای مربوط به هوا
ظاهرا اولین تجربه اندازه گیری سرعت صوت در هوای آزاد که شامل دقتهای لازم علمی و جدید بود زیر نظر آکادمی علوم پاریس در سال 1738 انجام شده و در آن تجربه توپ بکار رفته است. از اعدادی که در این تجربه بدست آمده سرعت صوت در صفر درجه سانتیگراد برابر 332 متر بر ثانیه می‌گردد. تجربه‌های مکرر دقیقی که در بقیه قرن هجدهم و در نیمه اول قرن نوزدهم از این اندازه‌ گیری به عمل آمد، نتایجی داد که با نتیجه فوق در حدود متر بر ثانیه اختلاف داشت. بهترین و جدیدترین عددی که برای سرعت صوت در هوای آرام و در تحت شرایط معمولی (صفر درجه سانتیگراد و فشار 76 |سانتیمتر جیوه) بدست آمده 331 + 0.08 می‌باشد.

سرعت انتشار صوت در جامدات
درسال 1808 فیزیکدان فرانسوی بیو اولین تجربیات را برای اندازه‌ گیری سرعت صوت در جامدات به عمل آورد و برای اینکار از یک لوله طویل آهن به‌ طول تقریبا یکهزار متر که برای لوله‌کشی نصب کرده بودند، استفاده نمود. با مقایسه دو صدایی که از هر طریق ، هوای درون لوله و خود لوله آهنی می‌رسد، معلوم شد که سرعت انتشار موج متراکم درون آهن به مراتب بیشتر از سرعت صوت درون هواست.
سرعت انتشار صوت در مایعات
در سال 1826 میلادی کلادن و شتورن ریاضیدان ، انتقال صوت را در آب دریاچه ژنو واقع در سوئیس مطالعه نمودند و با استفاده از برق انفجار و صدایی که در زیر آب روانه می‌ساختند، عدد 1435 را برای سرعت انتشار صوت در آب در 8 درجه سانتیگراد بدست آوردند.
انتشار امواج صوتی
اگر بطور همزمان در نقطه‌ای از محیط ، ارتعاشی ایجاد شود آن ارتعاش تدریجا با سرعت ثابت به‌ تمام اطراف آن نقطه انتقال پیدا می‌کند. در این حالت می‌گویند ارتعاش در محیط مذکور انتشار پیدا کرده است. اگر مسیر ارتعاش بر راستای انتشار عمود باشد، در این صورت موج را موج عرضی می‌گویند. اما اگر راستای انتشار و ارتعاش باهم موازی باشند، در این صورت موج را موج طولی می‌گویند. اما امواج صوتی جزء امواج طولی هستند.

پراش صوتی
بازتابش ، شکست و پراش فیزیک امواج صوتی عینا مانند بازتاب ، شکست و پراش نور صورت میگیرد. زیرا آثار امواج نوری از بسیاری جهات شباهت به آثار امواج صوتی دارند و تنها فرق موجود این است که طول موج فیزیک امواج نورانی نسبت به طول موج فیزیک امواج صوتی بسیار کوچک میباشد. ولی قوانین هندسی آنها کاملا با هم شباهت دارد.
وقتی که بین منبع صوت و گوش مانعی قرار دهیم بر حسب بزرگی و کوچکی مانع نسبت به طول موج ، ممکن است آثار مختلف پیدا شود. اگر فیزیک امواج صوتی به جدار محکمی که در آن سوراخی تعبیه شده است برخورد کنند، قسمتی از فیزیک امواج که به سطح دیواره برخورد میکنند منعکس میگردند و قسمت دیگر که به لبه جداره و یا به لبه سوراخ برخورد میکنند ممکن است پراشیده شوند.

مشاهده پدیده تفرق در زندگی روزمره

پدیده تفرق فیزیک امواج صوتی در مشاهدات روزانه ما زیاد است. مثلا وقتی اشخاص در مقابل دهنه بوقی شکل بلندگو واقع میشوند، آنهایی که در وسط و در نزدیکی محور قرار دارند، تمام صداها را میشنوند، ولی آنهایی که در اطراف محور و خارج از میدان بوق شده‌اند فقط آن کلمات و با قسمتی از موزیک را میشنوند که با صدای بم ادا نشده باشد. همچنین وقتی دو نفر در اطاقی مکالمه میکنند اگر در دیوار مشترک با اطاق مجاور ، سوراخ کوچکی باشد ممکن است صدای آنها را در اتاق مجاور تشخیص داد. در صورتیکه اگر درب همان دو اطاق باز باشد آنکه در همسایگی واقع است ممکن است درست صدای مکالمه در همان اطاق مجاور را بخوبی و مانند سابق نشنود. همینطور وقتی که در سینما یا تئاتر پشت سر شخص چاق یا قد بلندی بنشینم ، به گونه‌ای که مشاهده صحنه برای ما مقدور نباشد باز صدای آرتیستها را میشنویم. فیزیک امواج صوتی که به بدن آن شخص میرسند قسمتی جذب شده و قسمتی منعکس میگردند و قسمتی که به حدود اطراف بدن او برخورد میکنند، به واسطه پدیده پراش در پشت سر او در هر نقطه که گوش ما قرار گیرد قابل شنیدن میباشند.

یک آزمایش ساده

قطعه‌ای از نمد را که تقریبا به مساحت یک متر مربع باشد اختیار کنید و در وسط آن سوراخی به قطر 15 سانتی متر ایجاد نمائید. اگر یک فرفره آلمانی (نوعی فرفره است که در جدار آن چند سوراخ وجود دارد، وقتی که میچرخد، تولید صدا میکند) را در فاصله 30 سانتی متری از سوراخ بچرخانیم در هر جایی که در پشت نمد قرار گیریم صدای آن به آهستگی و به طور یکنواخت شنیده میشود. و اگر خود را در مقابل سوراخ طوری قرار دهیم که فرفره را با چشم خود ببینیم، صدای آن از وقتی که خود را در جای دیگر قرار دهیم بلندتر شنیده نمیشود. تنها وقتی در ناحیه پشت قطعه نمد صدای قویتر شنیده میشود که نمد را از میان برداریم و این مطلب برای این است که در صورت اخیر انرژی صوتی بیشتری در گوش ما داخل میشود.
اگر بجای فرفره ، یک ساعت جیبی قرار دهیم (طول موج امواجی که ساعتها تولید میکنند از یک الی هشت سانتی متر تغییر میکند) در این حالت برای اینکه صدای تیک تیک آن را در پشت قطعه نمد بشنویم باید خود را در روی محور قرار دهیم، به گونه‌ای که ساعت از پشت نمد قابل رویت باشد. وقتی که این شرط حاصل شد‌، صدای آن عینا مانند وقتی شنیده میشود که نمد وجود نداشته باشد و چون در خارج محور واقع باشیم صدای ساعت تقریبا دیگر شنیده نمیشود.
شرایط پراش
- فرض کنید فیزیک امواج صوتی به سطح دیواری که سوراخی در آن تعبیه شده است، برخورد میکنند. امواج صوتی را با طول موج معینی در نظر میگیریم. هرگاه طول موج نسبت به قطر سوراخ بزرگ باشد، چون طبقه متراکم (موج) به دیوار برسد، قسمت کوچکی از آن که از سوراخ عبور میکند خود مانند مرکز صوت شد. و با آن طرف جدار طبقات کروی متراکم و منبسط ، پشت سر هم بمرکز سوراخ درست میشوند. نتیجه اینکه در پشت مانع در همه جا صدا وجود خواهد داشت. - برعکس اگر طول موج نسبت به قطر سوراخ کوچک باشد ، فیزیک امواج در حین عبور از سوراخ عینا به همان حالت باقی میمانند. بدیهی است که در این حالت قسمتی از موج تابشی که با دیوار برخورد میکند، خود به خود حذف میگردد، و فقط قسمت مواجه با سوراخ از آن عبور می کند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   13صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید