ماورای صوت و رفتار آن
صوت چیست؟
صوت یک
ارتعاش مکانیکی است و هنگامی تولید می‌شود که یک ماده قابل ارتعاش مرتعش شود. در آزمایشهای روزانه بارها دیده اید که اگر بر
کاسه زنگی ضربه‌ای بزنید مرتعش می‌شود و صدایی می‌شنوید و یا اتومبیلی که از خیابان می‌گذرد ممکن است شیشه‌های ساختمان مجاور خیابان را به ارتعاش در آورد و صدایی تولید شود. چنانچه با انگشت شیشه لرزان را لمس کنید حرکت آن را احساس خواهید کرد و در صورت توقف حرکت شیشه صدای آن نیز قطع می‌گردد.
آزمایش ساده
یک رشته نخ یا سیم به طول 20 تا 30 متر را انتخاب کنید و آن را بین دو نقطه ببندید، بطوری که به خوبی کشیده شود و در امتداد خط مستقیم قرار گیرد. اگر با انگشت وسط نخ یا سیم را به یک طرف بکشید و آن را رها کنید، می‌بینید که سیم با سرعت به ارتعاش در می‌آید و صدایی خواهید شنید.
ضمنا در این آزمایش متوجه می‌شوید که هر اندازه
دامنه نوسان نقاط سیم کمتر می‌شود صوت نیز ضعیفتر می‌گردد. در این آزمایش اگر نخ را بیشتر بکشیم و یا آنکه با یک نیروی کشش معین طول آن را کوتاهتر کنیم، نخ سریعتر ارتعاش می‌کند و صوت حاصل از آن زیرتر خواهد شد.
صدا چگونه منتشر می شود؟
هنگامی که یک
منبع تولید صوت مثلا یک سیم و یا یک
دیاپازون به ارتعاش در می‌آید، مقداری
انرژی به صورت موج در هوا منتشر می‌کند و این
موج سبب می‌شود که قسمتهایی از هوای محیط بطور تناوبی متراکم و منبسط شود و این حالت
تراکم و انبساط به اطراف منتقل شود.
باید توجه داشت که هر محیطی که قابلیت تراکم و انبساط داشته باشد، می‌تواند صوت را منتشر کند و چون جامدات و مایعات نیز این خاصیت را دارند از اینرو صوت در جامدات و مایعات نیز منتشر می‌شود (
انتشار صوت). در ارتعاشات صوتی هر ذره هوا فقط در جای خود به نوسان در می‌آید و انرژی صوتی را انتقال می‌دهد و چنانچه گوش انسان و یا حیوان در مسیر انتشار انرژی که به صورت انتقال تراکم و انبساط هواست، قرار گیرد، صدا را احساس می‌کند.
امواج مافوق صوت چیست؟
- گوش انسان امواجی را می‌تواند بشنود که فرکانس آنها بین 20 تا 20000 هرتز ارتعاش در ثانیه باشد. این محدوده را امواج صوتی گویند.
- امواجی که فرکانس آنها کمتر از 20 هرتز باشد، امواج مادون صوت نام دارند.
- امواجی که فرکانس آنها بین 2x104 تا 1013 هرتز باشد امواج هیپرسون نامگذاری شده‌اند.
ماهیت امواج ماورای صوت و امواج صوتی و چگونگی تولید و انتشار آنها یکسان است، با این تفاو ت که این امواج بر روی گوش انسان اثر ندارد. باید توجه داشت که محدوده امواج صوتی برای حیوانات مختلف متفاوت است. برای نمونه سگ ارتعاشات تا 40000 هرتز را می‌شنود و ارتعاشات تا 80000 هرتز بر گوش خفاش اثر می‌کند. و بعضی از حشرات ارتعاشهایی تا 175000 هرتز را می‌شنوند و می‌توانند خود نیز تولید کنند و باهم ارتباط یابند.
چرا انسان ماورای صوت را نمی‌شنود؟
در ساختمان گوش ، اصوات مایع درون
حلزونی گوش را به ارتعاش در می‌آورد و این ارتعاش در اثر پدیده‌ای که به نام
تشدید صوت موسوم است، می‌تواند فقط تارهای مشخصی را به ارتعاش در آورد. هر اندازه صوت زیرتر یعنی فرکانس آن بیشتر باشد تارهایی را که کوتاهتر است به ارتعاش در می‌آورد. اما طول این تارها از حد مشخصی کمتر نیست. از اینرو صداهایی که فرکانس آنها از حد مشخصی بیشتر نباشد شنیده می‌شوند.
چون ماورای صوت ارتعاشاتی هستند که فرکانسشان از 20000 هرتز بیشتر است، بنابراین شنیده نمی‌شوند. ضمنا در اثر بالا رفتن سن یا مصرف بعضی داروها تارهای شنوایی سنگینتر و محکمتر می‌شوند و ارتعاشاتی شنیده می‌شوند که فرکانس آنها کم باشد.
مباحث مرتبط با عنوان
