محتويات
تعتمد حدة الصوت على
تردد الصوت أي عدد مرات اهتزاز جسم مُعيّن خلال الثانية الواحدة.
ترتبط حدة الصوت بالتردد، فكلما كان تردد الصوت أعلى كلما ازدادت حدّته، لذا فإن العلاقة بين حدة الصوت وتردده علاقة طرديَّة، على سبيل المثال صوت المرأة والرجل إذ يتميَّز صوت المرأة بأنّه رفيع نظرًا لتردده المرتفع، في حين أنَّ صوت الرجل غليظ نتيجة لتردده المُنخفض، والخُلاصة أنَّ حدة الصوت خاصية من خواص الصوت تُحدد ما إذا كان رفيعًا أم غليظًا اعتمادًا على التردد.
متى تكون شدة الصوت اعلى
عندما يزداد تردد الموجة الصوتيَّة.
تُعرف الموجات الصوتيّة بمجموعة من التضاغطات والتخلخلات التي تنتقل في مادةٍ ما، لذا عندما تنتقل موجة صوتية في وسط مًعيَّن فإنَّ الجزيئات في هذا الوسط تهتز مع نفس اتجاه انتقال الطاقة، وإذا اصطدمت الموجة الصوتيَّة بجسمٍ ما يبدأ الجسم في الاهتزاز نظرًا للطاقة التي تحملها الموجة الصوتيّة.
بالتالي يحدث الصوت ويتوّقف الأمر على كمّ الطاقة، فإذا كانت الطاقة كبيرة يهتز الجسم خلال الثانية الواحدة بصورةٍ قوية مما يؤدي لحدوث أصواتًا أكثر حدة، لذا يتحكّم التردد ومدى اهتزاز الجسم في شدة أو حدة الصوت المسموع.
وحدة قياس شدة الصوت
الديسيبل.
تُقاس شدة الصوت بوحدة الديسيبل، وتم تسميته بذلك تخليدًا لاسم جراهام بيل وهو مُخترع الهاتف ومقياس السمع، إذ تعتمد فكرة مقياس السمع على قياس مدى قدرة الأشخاص على سماع أصوات مُعيّنة، مع العلم أنَّ مقياس الديسيبل للصوت يختلف ما إذا كان الصوت في الماء أو الهواء أي باختلاف الوسط الذي ينتقل الصوت من خلاله.[1][4]
خصائص الصوت
- الطول الموجي.
- الكثافة.
- الحجم.
- السرعة.
- التردد.
- الانعكاس.
الطول الموجي: يُعرف الطول الموجي للصوت بالمسافة بين قمتين متتاليتين، أو المسافة التي يسلكها الصوت في الدورة الواحدة، إذ يرتبط الطول الموجي للصوت بكلاً من السّرعة والتّردد، وتتمثّل العلاقة بينهما كالآتي: الطول الموجي= سرعة الصوت/ التردد، لهذا السبب تكون الأصوات صاحبة التردد المرتفع ذات طول موجي قصير، في حين أنَّ الأصوات منخفضة التّردد يكون طولها الموجي طويل.
الكثافة: كثافة الصوت هي معدّل الطاقة السمعيّة ويتم قياسها بوحدة الديسيبل، أو الواط/ سم2، والجير بالذّكر أنَّ كثافة الصوت ترتبط بالمسافة؛ فكلما زادت المسافة بين مصدر الصوت والسمع البشري كلما قلت كثافة الصوت.
الحجم: يرتبط حجمُ الصوت بتردده وكثافته، فعند زيادة كثافة الصوت يكون أعلى وأكثر ارتفاعًا، وعند انخفاض الكثافة يكون الصوت بحجم أقل وأكثر انخفاضًا، كذلك يتأثر حجم الصوت بالتّردد فإما يكون الصوت منخفض للغاية وبالكاد مسموع، وإمّا يكون الصوت مرتفع للغاية ما يؤدي لبعض الأضرار السّمعية.
السرعة: سرعة الصوت هي السرعة التي تنتقل بها الموجات الصوتية في وسطٍ ما، لذا تختلف سرعة الصوت مع اختلاف الوسط المنتقل خلاله، على سبيل المثال تكون سرعة الصوت أسرع عندما ينتقل في الأجسام الصلبة نظرًا لأنَّ ذرات الجسم الصلب مترتبة بشكلٍ وثيق.
التردد: تردد الصوت هو عدد مرات اهتزاز جسمٍ ما خلال الثانية الواحدة، وهو المُتحكّم في طبقة الصوت، فكلما كان اهتزاز الجسم قويًا كان التردد أعلى بالتالي كان الصوت عاليًا ورفيعًا، والعكس صحيح كلما انخفض التردد كلما كان الصوت غليظًا ومنخفضًا.
الانعكاس: انعكاس الصوت هو ارتداد الموجات الصوتيَّة لنفس الوسط بعد اصطدامها بسطحٍ صلب، لذا فإنَّ الموجات الصوتيَّة لها نفس قوانين الانعكاس الخاصة بالموجات الضوئيَّة.[2][3]
العوامل المؤثرة في شدة الصوت
- المسافة بين مصدر الصوت والأذن البشريّة.
- كثافة الوسط.
- سعة اهتزاز المصدر.
- مساحة السطح المُهتز.
تتأثر شدة الصوت بكافة العوامل التي قُمنا بذِكرِها، على سبيل المثال سعة اهتزاز المصدر فإذا افترضنا أنّ لدينا قطعة مطاطية وقمنا بجذبها من المنتصف ثم تركناها سيكون لها سعة اهتزاز، ونغمة أو صوت مُعيَّن، في حين أنَّ إعادة التجربة ولكن بجذب المطاط بشكل أكثر قوة من ثم تركه، ستكون شدة الصوت ونغمته أعلى وأقوى، لذا تتأثر شدة الصوت وتزداد مع زيادة سعة اهتزاز المصدر.
كذلك تزداد شدة الصوت وتتأثر مع زيادة مساحة السطح المهتز، فإذا طرقنا بالملعقة سيكون لها صوت مُعيّن، ومع ذلك عند إعادة التجربة مع طرق الملعقة ولكن بتثبيت قاعدتها على الطاولة، سيكون الصوت أكثر حدة
والسبب أنَّ في الحالة الأولى يؤثر اهتزاز الملعقة على جزيئات الهواء المُحيطة بها فقط، بينما الحالة الثانية يؤثر الاهتزاز على سطح الطاولة وهو مصحوبًا بعددٍ أكبر من جزيئات الهواء بالتالي يكون انتشار موجات الصوت أعلى.[2][3]
العلاقة بين شدة الصوت والمسافة
تتناسب شدة الصوت عكسيًا مع مربع المسافة بين المصدر والأذن البشريّة.
إذا افترضنا أنَّ هناك مصدر للصوت بالتأكيد سيكون الصوت أعلى وأوضح إذا كان السامع على مسافة قريبة من المصدر، ولكن إذا طالت المسافة بينهما سيكون الصوت أكثر انخفاضًا، وذلك لأنَّ الطاقة الخاصة بالموجات الصوتيَّة تتوزّع على مساحة أكبر فتصبح شدّة الصوت أقل، عكس الاقتراب من المصدر حيثُ تكون المسافة قصيرة فتتوزّع الطاقة على مساحةٍ أقل.[2]
