منو
 کاربر Online
1262 کاربر online

تولید صوت

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک کلاسیک > آکوستیک
(cached)

نگاه اجمالی

اهمیت صوت در زندگی عادی انسان کمتر از اهمیت حرکت و نور نمی‌باشد. اگر چه به هیچ طریق نمی‌توان حس شنوایی را به پای حواس دیدن و حرکت در آورد. زندگی پر از صداهاست و ما همیشه طالب شنیدن صداهای خوش و حیاتی هستیم و از صداهای نامطبوع و خطرناک گریزانیم. بطور کلی باید گفت که هر چه پیش می‌رویم از قبیل: تلفن ـ رادیو ـ فونوگراف ـ ضبط صوت روی فیلم و تهیه فیلمهای صدادار و غیره خود می‌تواند دلیلی سالم بر موضوع باشد.

سیر تحولی و رشد

موضوع اینکه وقتی به جسم جامدی ضربه وارد می‌سازیم تولید صدا می‌کند، قاعدتا از زمانهای بسیار قدیم باید بوسیله بشر مشاهده شده باشد اساس پیدایش علم موسیقی این است که تحت بعضی از شرایط صدای حاصل به گوش انسان خوش می‌آیند و مطبوع است. اما موسیقی قرنها قبل از اینکه از نظر علمی مورد تحقیق قرار گیرد جز صنایع ظریف محسوب می‌گردد.



img/daneshnameh_up/0/09/tuning_fork_wave_animated.gif




اولین فیلسوف یونانی که مبنای صداهای موسیقی را بررسی نمود فیثاغورس می‌باشد که 6 قرن قبل از میلاد می‌زیسته است. به‌ نظر می‌رسد که او ‌این مطلب را کشف نمود که: چنانچه دو سیم را با قدرت مساوی بکشیم آن سیمی که کوتاهتر است صدایش یک آکتاو بالاتر است. در این هنگام موضوع نتهای مو‌سیقی پیدا کرده‌بود. ولی بستگی نتهای موسیقی با فرکانس اجسام احتمالا معلم نبود و گویا این موضوع تا زمان گالیله روشن نبوده است.

در انتهای قسمت «اولین روز» از کتاب «بیانات مربوط به علم» متعلق به گالیله که بحث قابل ملاحظه‌‌ای در موضوع حرکات ارتعاشی می‌باشد که در آنجا گالیله از همزمانی آونگ ساده و ارتباط فرکانس پاندول با طول آن شروع کرده است و به پدیده تشدید یعنی پیدا شدن ارتعاش در یک جسم بواسطه وجود همان ارتعاش در دو جسم دیگر که از آن فاصله دارد، می‌رسد. معنی فیزیکی وجود ارتباط بین این دو به تعداد ارتعاشات در واحد ثانیه وابسته است.



تصویر

تولید صوت کلاسیک

گالیله وقتی با قیچی آهنی کنار یک صفحه برنجی را می‌خراشید صفحه مرتعش می‌گردید. چنانچه صدا خالص باشد قیچی صفحه را به یک عده خطوط نازک تقسیم می‌کرد. وقتی نت حاصل خیلی زیر بود خطوط به یکدیگر نزدیک می‌شدند و برعکس وقتی نت حاصل بمتر می‌شد خطوط روی صفحه از یکدیگر دور می‌گشتند. گالیله توانسته بود بوسیله دو صدایی که بدین طریق درست می‌کرد دو سیم را به ارتعاش در آورد.

نتیجه ادعایی این تجربیات چنین بود که چنانچه صدای دو سیم نسبت به هم دو آکتاو باشد، لازم است نسبت بین عده خطوط روی دو صفحه هم مثل نسبت 2 به 1 باشد. فرکانس سیم کشیده تابع طول کشش و دانسیته آن می‌باشد. البته این موضوع در میان نبود که حرکت سیم ، صوتش را از راه دینامیک مطالعه نمایند. زیرا نظریه‌های مکانیکی تا این زمان به این اندازه پیش نرفته بود. با وجود این گالیله مقایسه بسیار سودمندی بین ارتعاش سیم و ارتعاش پاندول نمود. مقصود او این بود که بفهمد چرا فقط وقتی نسبت فرکانس دو صوت مثل دو عدد کوچک کامل است مجموعه آن دو صدا به گوش خوش آیند می‌باشد؟ و چرا صداهای دیگر که دارای این خاصیت نیستند به گوش مطلوب نیستند؟



تصویر

انواع صدا

  • صدای خوش آیند: گالیله مشاهده نمود که هرگاه یک تعداد پاندول را به یک محور افقی آویزان کنیم به قسمی که همه در حین تعادل در یک سطح بایستند، چنانچه فرکانس آنها نسبت به هم منطبق باشد، چون همه را به حرکت در آوردیم و چشم را در سطح تعادل مشترک آنها قرار دهیم یک نوع حرکت منظم و مطلوبی می‌بینیم.

  • صدای ناخوش آیند: اگر یک عده پاندول را به یک محور افقی آویزان کنیم بطوری که همه در حال تعادل در یک سطح باشند، در این صورت اگر فرکانس آنها نسبت به هم غیر منطبق باشند منظره ناموزون و در هم ، مشاهده می‌گردد. البته این مشاهده که به طریق بسیار زیرکانه انجام شده جنبه سینماتیک دارد. ولی نشان می‌دهد که دانشمند باهوش ایتالیایی‌ تا چه اندازه می‌توانسته است، پدیده‌های مشابه را برای بیان فیزیکی یک مطلب بخصوص جمع آوری نماید.

ارتعاش سیم

دانشمندی به نام سور در مورد تارهای مرتعش کار کرده و فرکانس تار مرتعش را از روی قطعه وسطی آن محاسبه نمود. بالاخره اولین دینامیک تارهای کشده مرتعش برای ریاضیدان انگلیسی بروک تیلور باقی ماند. این نظریه که مبتنی بر قبول منحنی مخصوص برای شکل تار مرتعش بوده و طبق این نظریه نقاط مختلف تار در یک زمان به وضعیت مستقیم تار می‌رسند. از روی معادله این منحنی و معادله‌های نیوتن درباره حرکت توانست برای فرکانس ارتعاشی سیم فرمولی که با تجربیات گالیله مطابقت داشت، پیدا کند.

در این اثنا مخصوصا در انگلستان بوسیله والیس (Wallis) و در فرانسه بوسیله سور مشاهده شد که سیم در حال ارتعاش ممکن است به چند قسمت تقسیم شود و فصل مشترک نقطه‌ای است که به هیچ وجه دارای حرکت نیست و آنها را گره (Noend) نامید و ملاحظه نمود که برعکس نقطه‌ای که در وسط دو گره قرار داشت نقطه‌ای وجود دارد که حداکثر ارتعاش را دارد و از این رو شکم ارتعاش نامیده شد.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 36901


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..