الصوت والصوتيات 2012/11/11

أيات محمد أحمد - الصف التاسع
يدخل الصوت الأذن عن طريق الصيوان¡ فيهز غشاء الطبل في الأذن الخارجية. وتقوم عظيمات السمعº المطرقة والسندان والركاب¡ التي تتوضع في الأذن الوسطى¡ بنقل الاهتزاز إلى النافذة البيضوية التي تفصل الأذن الوسطى عن الأذن الداخلية أو الحلزون¡ حيث يتشعب العصب السمعي¡ فيتلقى اهتزازات السائل الذي يملأ الحلزون وينقلها إلى الدماغ. وهناك يتم تعرف الأصوات وتميز من صفاتها المختلفة
تصنف الأصوات بحسب نوع الاهتزاز المولد لها. فإذا كان الاهتزاز دورياً أمكن تعريف ثلاث صفات مميزة هي: ارتفاع الصوت pitch وجهارة الصوت أو شدته loudness وطابع الصوت timber.

يميز ارتفاع الصوت حِدّتهº فكلما زاد تواتر الاهتزاز زادت حدة الصوت¡ ويغدو الصوت أقرب إلى صوت المرأة. وكلما انخفض تواتر الصوت أضحى الصوت رخيماً وأقرب إلى صوت الرجل.

أما جهارة الصوت أو شدته فترتبط بسعة الاهتزاز أو بتغير الضغط. وتقاس جهارة الصوت بالواط على المتر المربع (W/m2) . ثمة عتبة دنيا للصوت تمثل أخفت صوت يمكن للإنسان أن يسمعه وتقدر شدته أو جهارته بـ I0 =10-12 W/m2 ¡ وثمة عتبة عليا للصوت تساوي شدته المسببة للألم 1W/m2 . وتقارن شدات الأصوات بالديسيبل dB وفقاً للعلاقة
أما طابع الصوت فيرتبط بالتوافقيات harmonics التي يولدها المنبع المهتز إضافة إلى التواتر الأساسي. وبفضل هذه التوافقيات والتفاوت في شداتها¡ يمكن للأذن أن تميز صوت آلة موسيقية معينة عن آلة أخرى¡ حتى عندما يكون التواتر الأساسي للصوت الصادر عنهما واحداً كما يبين ذلك الشكل (3).

ثمة أصوات شبه دورية يمكن للأذن أن تميز ارتفاعها إذا لم تكن مخمدة تخميداً شديداً. أما الضجيج noise فيميز باهتزازات معقدة تنعدم فيها الصفة الدورية تماماً أو تكاد¡ ولا يمكن في هذه الحالة أن يُعزى للضجيج ارتفاع محدد.

يعد التحكم بالضجيج الصوتي أمراً مهماً حيثما يكثر الناس¡ كما هو الحال في المعامل والشوارع والمكاتب. إن التخفيف من إزعاج الضجيج يتطلب بالدرجة الأولى معالجة مصدره عن طريق عزل الأجزاء المتحركة من الآلات التي تصدره باستعمال مخمدات مطاطية. أما في وسائل النقل فيعالج الضجيج باستعمال كواتم الصوت وبمنع استخدام الأبواق إلا للضرورة القصوى.