سواء كان الصوت. هل يوجد صوت في الفضاء؟ هل ينتشر الصوت في الفضاء. انتشار الموجات الصوتية والمرحلة والطور المضاد

الأصوات تنتمي إلى قسم الصوتيات. يتم تضمين دراسة الأصوات في أي منهج مدرسي في اللغة الروسية. التعرف على الأصوات وخصائصها الرئيسية يحدث في الدرجات الدنيا. يتم إجراء دراسة أكثر تفصيلاً للأصوات مع أمثلة معقدة وفروق دقيقة في المدرسة الإعدادية والثانوية. هذه الصفحة تعطي المعرفة الأساسية فقطبأصوات اللغة الروسية بشكل مضغوط. إذا كنت بحاجة إلى دراسة جهاز جهاز الكلام ، ونغمة الأصوات ، والتعبير ، والمكونات الصوتية والجوانب الأخرى التي تقع خارج نطاق المناهج الدراسية الحديثة ، فارجع إلى الكتب المدرسية والكتب المدرسية المتخصصة في الصوتيات.

ما هو الصوت؟

الصوت ، مثل الكلمات والجمل ، هو الوحدة الأساسية للغة. ومع ذلك ، فإن الصوت لا يعبر عن أي معنى ، بل يعكس صوت الكلمة. بفضل هذا ، نميز الكلمات عن بعضها البعض. تختلف الكلمات في عدد الأصوات (ميناء - رياضة ، غراب - قمع)، مجموعة من الأصوات (ليمون - فيرث ، قطة - فأر)، سلسلة من الأصوات (أنف - حلم ، شجيرة - طرق)تصل إلى عدم تطابق كامل للأصوات (قارب - قارب ، غابة - حديقة).

ما هي الأصوات هناك؟

في اللغة الروسية ، يتم تقسيم الأصوات إلى أحرف العلة والحروف الساكنة. يوجد 33 حرفًا و 42 صوتًا باللغة الروسية: 6 أحرف متحركة ، و 36 حرفًا ثابتًا ، وحرفان (ь ، ъ) لا تشير إلى صوت. يرجع التباين في عدد الأحرف والأصوات (بدون احتساب b و b) إلى حقيقة أن هناك 6 أصوات لـ 10 أحرف متحركة ، و 36 صوتًا لـ 21 حرفًا ساكنًا (إذا أخذنا في الاعتبار جميع مجموعات الأصوات الساكنة صماء / مسموعة ، لينة / صلبة). يشار إلى الصوت في الحرف أقواس مربعة.
لا توجد أصوات: [e] ، [e] ، [u] ، [i] ، [b] ، [b] ، [g '] ، [w'] ، [ts '] ، [th] ، [h ] ، [sch].

مخطط 1. حروف وأصوات اللغة الروسية.

كيف تنطق الأصوات؟

ننطق الأصوات عند الزفير (فقط في حالة المداخلة "a-a-a" ، للتعبير عن الخوف ، يتم نطق الصوت عند الاستنشاق). يرتبط تقسيم الأصوات إلى أحرف العلة والحروف الساكنة بكيفية نطق الشخص لها. يتم نطق أصوات الحروف المتحركة عن طريق الصوت بسبب مرور هواء الزفير عبر الحبال الصوتية المتوترة ويخرج بحرية عبر الفم. تتكون الأصوات الرنانة من ضوضاء أو مزيج من الصوت والضوضاء بسبب حقيقة أن هواء الزفير يواجه عقبة في مساره على شكل قوس أو أسنان. يتم نطق أصوات الحروف المتحركة بصوت عالٍ ، والأصوات الساكنة مكتومة. يمكن لأي شخص أن يغني أصوات حرف العلة بصوته (هواء الزفير) ، ورفع أو خفض الجرس. لا يمكن غناء الأصوات الرنانة ، فهي مكتومة بشكل متساوٍ. الإشارات الصلبة والناعمة لا تمثل الأصوات. لا يمكن نطقها كصوت مستقل. عند نطق كلمة ما ، فإنها تؤثر على الحرف الساكن أمامها ، وتجعلها ناعمة أو صلبة.

نسخ الكلمات

نسخ الكلمة هو تسجيل للأصوات في الكلمة ، وهذا في الواقع ، سجل لكيفية نطق الكلمة بشكل صحيح. يتم وضع الأصوات بين قوسين مربعين. قارن: حرف ، [أ] - صوت. تتم الإشارة إلى نعومة الحروف الساكنة بعلامة اقتباس أحادية: p - letter ، [p] - صوت صلب ، [p '] - صوت ناعم. لا يتم تمييز الحروف الساكنة التي لا صوت لها في الكتابة. يُكتب نسخ الكلمة بين قوسين معقوفين. أمثلة: door → [dv'er '] ، thorn → [kal'uch'ka]. أحيانًا يُشار إلى الضغط في النسخ - فاصلة عليا قبل صوت إجهاد حرف العلة.

لا يوجد تجاور واضح للحروف والأصوات. في اللغة الروسية ، هناك العديد من حالات استبدال أصوات الحروف المتحركة اعتمادًا على مكان توتر الكلمة ، أو استبدال الحروف الساكنة أو التخلي عن الأصوات الساكنة في مجموعات معينة. عند تجميع نسخ من كلمة ، يتم أخذ قواعد الصوتيات في الاعتبار.

نظام الألوان

في التحليل الصوتي ، يتم رسم الكلمات أحيانًا باستخدام مخططات الألوان: يتم رسم الحروف بألوان مختلفة اعتمادًا على معنى الصوت. تعكس الألوان الخصائص الصوتية للأصوات وتساعدك على تصور كيفية نطق الكلمة والأصوات التي تتكون منها.

يتم تمييز جميع أحرف العلة (مشددة وغير مضغوطة) بخلفية حمراء. يتم تمييز أحرف العلة المرقمة باللون الأخضر والأحمر: الأخضر يعني صوتًا ساكنًا ناعمًا [y ‘] ، والأحمر يعني حرف العلة الذي يليه. يتم تلوين الحروف الساكنة ذات الأصوات الصلبة باللون الأزرق. يتم تلوين الحروف الساكنة ذات الأصوات الهادئة باللون الأخضر. اللافتات الناعمة والصعبة مطلية باللون الرمادي أو غير مطلية على الإطلاق.

التعيينات:
- حرف العلة ، - مؤثر ، - ساكن صلب ، - ساكن ناعم ، - ساكن ناعم أو صلب.

ملحوظة. لا يتم استخدام اللون الأزرق والأخضر في مخططات التحليل الصوتي ، حيث لا يمكن أن يكون الحرف الساكن ناعمًا وقاسًا في نفس الوقت. يتم استخدام اللون الأزرق والأخضر في الجدول أعلاه فقط لإظهار أن الصوت يمكن أن يكون إما ناعمًا أو صلبًا.

الكون ليس شيئًا متجانسًا. بين الأشياء المختلفة هناك سحب من الغاز والغبار. إنها بقايا انفجارات السوبرنوفا وموقع تكون النجوم. في بعض المناطق ، يكون هذا الغاز البينجمي كثيفًا بدرجة كافية لنشر الموجات الصوتية ، لكنها ليست حساسة للسمع البشري.

هل يوجد صوت في الفضاء؟

عندما يتحرك جسم ما - سواء كان ذلك بسبب اهتزاز وتر الغيتار أو انفجار الألعاب النارية - فإنه يؤثر على جزيئات الهواء القريبة ، كما لو كان يدفعها. تصطدم هذه الجزيئات بجيرانها ، وتلك بدورها تصطدم بالجزيئات التالية. تنتشر الحركة في الهواء مثل الموجة. عندما يصل إلى الأذن ، يدركه الشخص على أنه صوت.

عندما تنتقل موجة صوتية عبر الفضاء الجوي ، يتذبذب ضغطها لأعلى ولأسفل مثل مياه البحر في العاصفة. يُطلق على الوقت بين هذه الاهتزازات تردد الصوت ويتم قياسه بالهرتز (1 هرتز هو تذبذب واحد في الثانية). تسمى المسافة بين أعلى قمم الضغط الطول الموجي.

يمكن أن ينتشر الصوت فقط في وسط لا يكون فيه الطول الموجي أكبر من متوسط ​​المسافة بين الجسيمات. يسمي الفيزيائيون هذا "الطريق الحر المشروط" - متوسط ​​المسافة التي يقطعها الجزيء بعد الاصطدام بواحد وقبل التفاعل مع التالي. وبالتالي ، يمكن لوسط كثيف أن ينقل أصواتًا قصيرة الطول الموجي والعكس صحيح.

أصوات الموجات الطويلة لها ترددات تراها الأذن على أنها نغمات منخفضة. في غاز متوسط ​​المسار الحر أكبر من 17 مترًا (20 هرتز) ، سيكون تردد الموجات الصوتية منخفضًا جدًا بحيث يتعذر على البشر إدراكها. يطلق عليهم الأشعة تحت الصوتية. إذا كان هناك كائنات فضائية ذات آذان ترى نغمات منخفضة جدًا ، فإنهم سيعرفون على وجه اليقين ما إذا كانت الأصوات مسموعة في الفضاء الخارجي.

أغنية الثقب الأسود

على بعد حوالي 220 مليون سنة ضوئية ، في مركز مجموعة من آلاف المجرات ، يصدر صوت أقل نغمة سمعها الكون على الإطلاق. 57 أوكتافًا تحت الوسط C ، وهو أعمق بحوالي مليون مرة من صوت التردد الذي يمكن أن يسمعه الشخص.

أعمق صوت يمكن أن يسمعه البشر له دورة اهتزاز واحد كل 1/20 من الثانية. للثقب الأسود في كوكبة فرساوس دورة ذبذبة واحدة كل 10 ملايين سنة.

أصبح هذا معروفًا في عام 2003 ، عندما اكتشف تلسكوب شاندرا الفضائي التابع لناسا شيئًا ما في الغاز يملأ مجموعة Perseus: حلقات مركزة من الضوء والظلام ، مثل التموجات في البركة. يقول علماء الفيزياء الفلكية أن هذه آثار لموجات صوتية منخفضة التردد بشكل لا يصدق. الأكثر إشراقًا هي قمم الأمواج ، حيث يكون الضغط على الغاز أكبر. الحلقات الداكنة هي المنخفضات حيث يكون الضغط أقل.

صوت يمكن رؤيته

يدور الغاز الساخن الممغنط حول الثقب الأسود ، مثل الماء الذي يدور حول المصرف. أثناء تحركه ، فإنه يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا. قوي بما يكفي لتسريع الغاز بالقرب من حافة الثقب الأسود إلى سرعة الضوء تقريبًا ، وتحويله إلى رشقات نارية ضخمة تسمى النفاثات النسبية. إنها تجبر الغاز على الالتفاف في طريقه ، وهذا التأثير يسبب أصواتًا مخيفة من الفضاء.

يسافرون عبر مجموعة Perseus على بعد مئات الآلاف من السنين الضوئية من مصدرهم ، لكن الصوت لا يمكن أن ينتقل إلا إذا كان هناك ما يكفي من الغاز لحمله. لذلك ، توقف عند حافة سحابة الغاز التي تملأ فرساوس. هذا يعني أنه من المستحيل سماع صوته على الأرض. يمكنك فقط رؤية التأثير على سحابة الغاز. يبدو وكأنه ينظر عبر الفضاء إلى غرفة عازلة للصوت.

كوكب غريب

يُطلق كوكبنا تأوهًا عميقًا في كل مرة تتحرك فيها قشرته. ثم ليس هناك شك فيما إذا كانت الأصوات تنتشر في الفضاء. يمكن أن يحدث الزلزال اهتزازات في الغلاف الجوي بتردد من واحد إلى خمسة هرتز. إذا كانت قوية بدرجة كافية ، فيمكنها إرسال موجات دون صوتية عبر الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.

بالطبع ، لا توجد حدود واضحة حيث ينتهي الغلاف الجوي للأرض ويبدأ الفضاء. يصبح الهواء أرق تدريجيًا حتى يختفي تمامًا في النهاية. من 80 إلى 550 كيلومترًا فوق سطح الأرض ، يبلغ متوسط ​​المسار الحر للجزيء حوالي كيلومتر واحد. هذا يعني أن الهواء عند هذا الارتفاع أرق بحوالي 59 مرة مما يمكن سماعه للصوت. يمكن أن تحمل فقط موجات فوق صوتية طويلة.

عندما ضرب زلزال قوته 9.0 درجة الساحل الشمالي الشرقي لليابان في مارس 2011 ، سجلت أجهزة قياس الزلازل حول العالم كيف مرت موجاته عبر الأرض ، وتسببت الاهتزازات في اهتزازات منخفضة التردد في الغلاف الجوي. سارت هذه الاهتزازات على طول الطريق إلى حيث تقارن السفينة (حقل الجاذبية) والقمر الصناعي مستكشف دوران المحيط (GOCE) جاذبية الأرض في مدار منخفض بـ 270 كيلومترًا فوق السطح. وتمكن القمر الصناعي من تسجيل هذه الموجات الصوتية.

لدى GOCE مقاييس تسارع حساسة للغاية على متنها تتحكم في الدافع الأيوني. هذا يساعد على إبقاء القمر الصناعي في مدار مستقر. في عام 2011 ، كشفت مقاييس التسارع GOCE الإزاحة الرأسية في الغلاف الجوي الرقيق جدًا حول القمر الصناعي ، بالإضافة إلى التحولات المتموجة في ضغط الهواء مع انتشار الموجات الصوتية من الزلزال. قامت دافعات القمر الصناعي بتصحيح الإزاحة وتخزين البيانات ، والتي أصبحت شيئًا مثل التسجيل بالموجات فوق الصوتية لزلزال.

تم تصنيف هذا الإدخال في بيانات الأقمار الصناعية حتى نشر فريق من العلماء بقيادة رافائيل إف جارسيا هذه الوثيقة.

أول صوت في الكون

إذا كان من الممكن العودة بالزمن إلى الوراء ، إلى حوالي 760.000 سنة بعد الانفجار العظيم ، فسيكون من الممكن معرفة ما إذا كان هناك صوت في الفضاء. في ذلك الوقت ، كان الكون كثيفًا لدرجة أن الموجات الصوتية يمكن أن تنتقل بحرية.

في نفس الوقت تقريبًا ، بدأت الفوتونات الأولى في السفر عبر الفضاء كضوء. بعد ذلك ، تبرد كل شيء أخيرًا بما يكفي ليتكثف في ذرات. قبل حدوث التبريد ، كان الكون مليئًا بالجسيمات المشحونة - البروتونات والإلكترونات - التي امتصت أو بعثرت الفوتونات ، الجسيمات التي يتكون منها الضوء.

يصل اليوم إلى الأرض على شكل وهج خافت لخلفية الميكروويف ، ولا يمكن رؤيته إلا للتلسكوبات الراديوية شديدة الحساسية. يسمي الفيزيائيون هذا بقايا الإشعاع. إنه أقدم ضوء في الكون. يجيب على سؤال ما إذا كان هناك صوت في الفضاء. تحتوي الخلفية الكونية الميكروية على سجل لأقدم موسيقى في الكون.

ضوء للمساعدة

كيف يساعدك الضوء في معرفة ما إذا كان هناك صوت في الفضاء؟ تنتقل الموجات الصوتية عبر الهواء (أو الغاز بين النجوم) كتقلبات في الضغط. عندما يتم ضغط الغاز ، يصبح أكثر سخونة. على المستوى الكوني ، هذه الظاهرة شديدة لدرجة أن النجوم تتشكل. وعندما يتمدد الغاز ، يبرد. تسببت الموجات الصوتية المنتشرة عبر الكون المبكر في تقلبات طفيفة في الضغط في البيئة الغازية ، والتي بدورها تركت تقلبات خفيفة في درجات الحرارة انعكست في الخلفية الكونية الميكروية.

باستخدام التغيرات في درجات الحرارة ، تمكن الفيزيائي في جامعة واشنطن جون كريمر من إعادة بناء هذه الأصوات المخيفة من الفضاء - موسيقى الكون المتوسع. لقد ضرب التردد بمعامل 1026 حتى تسمعه آذان الإنسان.

لذلك لن يسمع أحد حقًا الصراخ في الفضاء ، ولكن ستكون هناك موجات صوتية تتحرك عبر سحب الغاز بين النجوم أو في الأشعة المتخلخلة للغلاف الجوي الخارجي للأرض.

إذا تحدثنا عن معايير موضوعية يمكن أن تميز الجودة ، فعندئذ بالطبع لا. يتضمن التسجيل على الفينيل أو الكاسيت دائمًا إدخال مزيد من التشويه والضوضاء. لكن الحقيقة هي أن مثل هذه التشوهات والضوضاء لا تفسد بشكل شخصي انطباع الموسيقى ، بل والعكس صحيح في كثير من الأحيان. يعمل نظام السمع والتحليل الصوتي لدينا معقدًا للغاية ، ما هو مهم لإدراكنا ، وما يمكن تقييمه على أنه جودة من الجانب الفني ، هما أشياء مختلفة قليلاً.

MP3 بشكل عام قضية منفصلة ، إنه تدهور واضح في الجودة من أجل تقليل حجم الملف. يتضمن ترميز MP3 إزالة التوافقيات الأكثر هدوءًا وتشويش الجبهات ، مما يعني فقدان التفاصيل ، "ضبابية" الصوت.

الخيار المثالي من حيث الجودة والإرسال الصادق لكل ما يحدث هو التسجيل الرقمي بدون ضغط ، وجودة القرص المضغوط هي 16 بت ، 44100 هرتز - لم يعد هذا هو الحد الأقصى ، يمكنك زيادة معدل البت - 24 ، 32 بت ، والتردد - 48000 ، 82200 ، 96000 ، 192000 هرتز. يؤثر عمق البت على النطاق الديناميكي ، ويؤثر معدل أخذ العينات على نطاق التردد. بالنظر إلى أن الأذن البشرية تسمع في أحسن الأحوال ما يصل إلى 20000 هرتز ، ووفقًا لنظرية نيكويست ، فإن معدل أخذ العينات البالغ 44100 هرتز يجب أن يكون كافيًا ، ولكن في الواقع ، من أجل نقل دقيق بما فيه الكفاية للأصوات القصيرة المعقدة ، مثل أصوات الطبل ، من الأفضل الحصول على تردد أكبر. النطاق الديناميكيمن الأفضل أيضًا أن يكون لديك المزيد حتى يمكن تسجيل الأصوات الأكثر هدوءًا دون تشويه. على الرغم من أنه من الناحية الواقعية ، كلما زادت هذه المعلمتين ، يمكن ملاحظة التغييرات الأقل.

في الوقت نفسه ، يمكنك الاستمتاع بكل مسرات الصوت الرقمي عالي الجودة إذا كان لديك بطاقة صوت جيدة. ما هو مضمّن في معظم أجهزة الكمبيوتر أمر مروع بشكل عام ، وأجهزة Mac المزودة ببطاقات مدمجة أفضل ، ولكن من الأفضل أن يكون لديك شيء خارجي. حسنًا ، السؤال هو ، بالطبع ، من أين تحصل على هذه التسجيلات الرقمية بجودة أعلى من CD :) على الرغم من أن أسوأ ملفات MP3 على بطاقة صوت جيدة ستبدو أفضل بشكل ملحوظ.

بالعودة إلى الأشياء التناظرية ، يمكننا هنا أن نقول إن الناس يستمرون في استخدامها ليس لأنهم حقًا أفضل وأكثر دقة ، ولكن لأن التسجيل عالي الجودة والدقيق بدون تشويه عادة لا يكون النتيجة المرجوة. التشويه الرقمي ، الذي يمكن أن يأتي من خوارزميات معالجة الصوت السيئة ، وانخفاض معدل البت أو العينة ، والقص الرقمي - إنها بالتأكيد تبدو أكثر سوءًا من تلك التناظرية ، ولكن يمكن تجنبها. واتضح أن التسجيل الرقمي عالي الجودة والدقيق يبدو عقيمًا للغاية ، ولا يوجد تشبع كافٍ. وإذا قمت ، على سبيل المثال ، بتسجيل الطبول على شريط ، فسيظهر هذا التشبع ويتم الاحتفاظ به ، حتى إذا تم تحويل هذا التسجيل إلى صيغة رقمية لاحقًا. ويبدو أيضًا الفينيل أكثر برودة ، حتى لو تم تسجيل المسارات المصنوعة بالكامل على جهاز كمبيوتر عليه. وبالطبع ، تُستثمر السمات والجمعيات الخارجية في كل هذا ، بالطريقة التي يبدو بها كل شيء ، ومشاعر الأشخاص الذين يقومون بذلك. من الممكن تمامًا فهم الرغبة في الاحتفاظ بسجل بين يديك ، والاستماع إلى شريط كاسيت على مسجل شريط قديم ، وليس تسجيلًا من جهاز كمبيوتر ، أو فهم أولئك الذين يستخدمون مسجلات الأشرطة متعددة المسارات في الاستوديوهات ، على الرغم من أن هذا الأمر أكثر تعقيدًا وتكلفة. لكن هذا له متعة خاصة به.

18 فبراير 2016

عالم الترفيه المنزلي متنوع للغاية ويمكن أن يشمل: مشاهدة فيلم على نظام مسرح منزلي جيد ؛ اللعب الممتع والإدمان أو الاستماع إلى الموسيقى. كقاعدة عامة ، يجد كل شخص شيئًا خاصًا به في هذه المنطقة ، أو يجمع كل شيء مرة واحدة. ولكن بغض النظر عن أهداف الشخص في تنظيم وقت فراغه وبغض النظر عن التطرف الذي يذهب إليه ، فإن كل هذه الروابط مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بكلمة واحدة بسيطة ومفهومة - "الصوت". في الواقع ، في كل هذه الحالات ، ستقودنا اليد مرافقة الصوت. لكن هذا السؤال ليس بهذه البساطة والتافهة ، خاصة في الحالات التي توجد فيها رغبة في تحقيق صوت عالي الجودة في غرفة أو في أي ظروف أخرى. للقيام بذلك ، ليس من الضروري دائمًا شراء أجهزة hi-fi باهظة الثمن أو مكونات عالية الجودة(على الرغم من أنه سيكون مفيدًا جدًا) ، ولكن في بعض الأحيان تكون المعرفة الجيدة بالنظرية الفيزيائية كافية ، والتي يمكن أن تقضي على معظم المشاكل التي تنشأ لكل من يشرع في الحصول على تمثيل صوتي عالي الجودة.

بعد ذلك ، سيتم النظر في نظرية الصوت والصوتيات من وجهة نظر الفيزياء. في هذه الحالة ، سأحاول جعله متاحًا قدر الإمكان لفهم أي شخص ربما يكون بعيدًا عن معرفة القوانين الفيزيائية أو الصيغ ، لكنه مع ذلك يحلم بشغف بتحقيق حلم إنشاء صوت مثالي نظام. لا أفترض أن ادعي أنه لتحقيق نتائج جيدة في هذا المجال في المنزل (أو في السيارة ، على سبيل المثال) ، فأنت بحاجة إلى معرفة هذه النظريات جيدًا ، ومع ذلك ، فإن فهم الأساسيات سيتجنب العديد من الأخطاء الغبية والعبثية ، فضلاً عن السماح يمكنك تحقيق أقصى قدر من التأثير الصوتي من النظام.أي مستوى.

نظرية الصوت العامة والمصطلحات الموسيقية

ما هو صوت؟ هذا هو الإحساس الذي يدركه الجهاز السمعي. "أذن"(الظاهرة نفسها موجودة حتى بدون مشاركة "الأذن" في العملية ، ولكن من السهل فهمها بهذه الطريقة) ، والتي تحدث عندما تثير موجة صوتية طبلة الأذن. تعمل الأذن في هذه الحالة "كمستقبل" للموجات الصوتية ذات الترددات المختلفة.
موجة صوتيةإنها ، في الواقع ، سلسلة متسلسلة من الأختام والتفريغ للوسط (غالبًا بيئة الهواء في ظل الظروف العادية) بترددات مختلفة. طبيعة الموجات الصوتية متذبذبة ، تسببها وتنتجها اهتزازات أي أجسام. يمكن ظهور وانتشار الموجة الصوتية الكلاسيكية في ثلاث وسائط مرنة: غازية ، سائلة وصلبة. عندما تحدث موجة صوتية في أحد هذه الأنواع من الفضاء ، فإن بعض التغييرات تحدث حتمًا في الوسط نفسه ، على سبيل المثال ، تغيير في كثافة الهواء أو ضغطه ، وحركة جسيمات الكتل الهوائية ، إلخ.

نظرًا لأن الموجة الصوتية لها طبيعة متذبذبة ، فإنها تتمتع بخاصية التردد. تكراريقاس بالهرتز (تكريما للفيزيائي الألماني هاينريش رودولف هيرتز) ، ويشير إلى عدد الاهتزازات خلال فترة زمنية تساوي ثانية واحدة. أولئك. على سبيل المثال ، يعني التردد 20 هرتز دورة من 20 ذبذبة في ثانية واحدة. يعتمد المفهوم الذاتي لارتفاعه أيضًا على تردد الصوت. كلما زاد عدد الاهتزازات الصوتية في الثانية ، كلما بدا الصوت "أعلى". للموجة الصوتية أيضًا خاصية مهمة أخرى لها اسم - الطول الموجي. الطول الموجيمن المعتاد مراعاة المسافة التي يقطعها صوت تردد معين في فترة تساوي ثانية واحدة. على سبيل المثال ، يبلغ الطول الموجي لأقل صوت في النطاق المسموع البشري عند 20 هرتز 16.5 مترًا ، ويبلغ الطول الموجي لأعلى صوت عند 20000 هرتز 1.7 سم.

تم تصميم الأذن البشرية بطريقة تجعلها قادرة على إدراك الموجات في نطاق محدود فقط ، حوالي 20 هرتز - 20000 هرتز (اعتمادًا على خصائص شخص معين ، يمكن لشخص ما أن يسمع أكثر قليلاً ، شخص أقل) . وبالتالي ، فإن هذا لا يعني أن الأصوات الموجودة أسفل أو أعلى من هذه الترددات غير موجودة ، فهي ببساطة لا تدركها الأذن البشرية ، وتتجاوز النطاق المسموع. يسمى الصوت فوق النطاق المسموع الموجات فوق الصوتية، الصوت تحت النطاق المسموع يسمى دون صوت. بعض الحيوانات قادرة على إدراك الأصوات فوق والأشعة تحت الحمراء ، حتى أن البعض يستخدم هذا النطاق للتوجيه في الفضاء (الخفافيش والدلافين). إذا مر الصوت عبر وسيط لا يتلامس مباشرة مع عضو السمع البشري ، فقد لا يُسمع مثل هذا الصوت أو يضعف كثيرًا لاحقًا.

في المصطلحات الموسيقية للصوت ، هناك تسميات مهمة مثل الأوكتاف والنغمة ونغمة الصوت. اوكتافتعني الفترة التي تكون فيها نسبة الترددات بين الأصوات من 1 إلى 2. عادةً ما يكون الأوكتاف مسموعًا جدًا ، بينما يمكن أن تكون الأصوات ضمن هذه الفترة متشابهة جدًا مع بعضها البعض. يمكن أيضًا تسمية الأوكتاف بصوت يصدر ضعف عدد الاهتزازات مثل صوت آخر في نفس الفترة الزمنية. على سبيل المثال ، تردد 800 هرتز ليس سوى أوكتاف أعلى من 400 هرتز ، وتردد 400 هرتز هو بدوره أوكتاف الصوت التالي بتردد 200 هرتز. يتكون الأوكتاف من النغمات والنغمات. الاهتزازات المتغيرة في الموجة الصوتية التوافقية ذات التردد الواحد تدركها الأذن البشرية على أنها نغمة موسيقية. يمكن تفسير الاهتزازات عالية التردد على أنها أصوات عالية النبرة ، واهتزازات منخفضة التردد كأصوات منخفضة النبرة. تستطيع الأذن البشرية تمييز الأصوات بوضوح باختلاف نغمة واحدة (في نطاق يصل إلى 4000 هرتز). على الرغم من ذلك ، يتم استخدام عدد قليل جدًا من النغمات في الموسيقى. يفسر هذا من اعتبارات مبدأ التوافق التوافقي ، كل شيء يعتمد على مبدأ الأوكتافات.

تأمل نظرية النغمات الموسيقية باستخدام مثال وتر مشدود بطريقة معينة. مثل هذا الخيط ، اعتمادًا على قوة الشد ، سيتم "ضبطه" على تردد واحد محدد. عندما يتعرض هذا الوتر لشيء ما بقوة معينة ، مما يؤدي إلى اهتزازه ، ستتم ملاحظة نغمة واحدة محددة من الصوت بشكل ثابت ، وسنسمع تردد التوليف المطلوب. هذا الصوت يسمى النغمة الأساسية. بالنسبة للنغمة الرئيسية في المجال الموسيقي ، فإن تردد النوتة الموسيقية "la" لأول أوكتاف ، يساوي 440 هرتز ، مقبول رسميًا. ومع ذلك ، فإن معظم الآلات الموسيقية لا تعيد إنتاج نغمات أساسية نقية بمفردها ؛ فهي مصحوبة حتما بنغمات تسمى النغمات. هنا من المناسب أن نتذكر تعريفًا مهمًا للصوتيات الموسيقية ، مفهوم جرس الصوت. طابع الصوت- هذه ميزة من سمات الأصوات الموسيقية التي تمنح الآلات الموسيقية والأصوات خصوصيتها الفريدة التي يمكن التعرف عليها من الصوت ، حتى عند مقارنة الأصوات من نفس الدرجة والجهارة. يعتمد جرس كل آلة موسيقية على توزيع الطاقة الصوتية على النغمات في لحظة ظهور الصوت.

تشكل النغمات الصوتية لونًا محددًا للنغمة الأساسية ، حيث يمكننا بسهولة التعرف على أداة معينة والتعرف عليها ، وكذلك التمييز بوضوح بين صوتها وأداة أخرى. هناك نوعان من الدلالات: متناسق وغير متناسق. النغمات التوافقيةهي ، بالتعريف ، مضاعفات التردد الأساسي. على العكس من ذلك ، إذا كانت النغمات ليست مضاعفات وتنحرف بشكل ملحوظ عن القيم ، فيتم تسميتها غير منسجم. في الموسيقى ، يتم استبعاد عملية النغمات غير المتعددة عمليًا ، وبالتالي يتم تقليل المصطلح إلى مفهوم "overtone" ، أي التوافقية. بالنسبة لبعض الآلات ، على سبيل المثال ، البيانو ، فإن النغمة الرئيسية ليس لديها وقت لتشكيلها ، في فترة قصيرة تزداد الطاقة الصوتية للنغمات ، ثم يحدث الانخفاض بنفس السرعة. تخلق العديد من الأدوات ما يسمى بتأثير "النغمة الانتقالية" ، عندما تكون طاقة نغمات معينة في الحد الأقصى في وقت معين ، عادةً في البداية ، ولكن بعد ذلك تتغير فجأة وتتحرك إلى نغمات أخرى. يمكن النظر في نطاق التردد لكل أداة على حدة وعادة ما يكون مقيدًا بترددات النغمات الأساسية التي يمكن لهذا الجهاز المعين إعادة إنتاجها.

في نظرية الصوت يوجد أيضًا شيء مثل الضوضاء. ضوضاء- هذا هو أي صوت يتم إنشاؤه بواسطة مجموعة من المصادر غير المتوافقة مع بعضها البعض. يدرك الجميع جيدًا ضوضاء أوراق الأشجار ، التي تتمايل بفعل الرياح ، وما إلى ذلك.

ما الذي يحدد حجم الصوت؟من الواضح أن هذه الظاهرة تعتمد بشكل مباشر على كمية الطاقة التي تحملها الموجة الصوتية. لتحديد المؤشرات الكمية لجهارة الصوت ، هناك مفهوم - شدة الصوت. شدة الصوتيتم تعريفه على أنه تدفق الطاقة الذي يمر عبر مساحة معينة من الفضاء (على سبيل المثال ، سم 2) لكل وحدة زمنية (على سبيل المثال ، في الثانية). في محادثة عادية ، تكون الشدة حوالي 9 أو 10 واط / سم 2. الأذن البشرية قادرة على إدراك الأصوات بنطاق واسع إلى حد ما من الحساسية ، في حين أن حساسية الترددات ليست موحدة داخل الطيف الصوتي. لذا فإن أفضل نطاق تردد محسوس هو 1000 هرتز - 4000 هرتز ، والذي يغطي على نطاق واسع الكلام البشري.

نظرًا لأن الأصوات تتفاوت كثيرًا في شدتها ، فمن الأنسب التفكير فيها كقيمة لوغاريتمية وقياسها بالديسيبل (بعد العالم الاسكتلندي ألكسندر جراهام بيل). الحد الأدنى لحساسية السمع للأذن البشرية هو 0 ديسيبل ، والعليا 120 ديسيبل ، ويسمى أيضًا "عتبة الألم". لا تدرك الأذن البشرية أيضًا الحد الأعلى للحساسية بنفس الطريقة ، ولكنها تعتمد على التردد المحدد. اصوات ترددات منخفضةيجب أن يكون لها شدة أكبر بكثير من تلك العالية من أجل إحداث عتبة الألم. على سبيل المثال ، تحدث عتبة الألم عند تردد منخفض يبلغ 31.5 هرتز عند مستوى شدة صوت يبلغ 135 ديسيبل ، عندما يظهر الإحساس بالألم بالفعل عند تردد 2000 هرتز عند 112 ديسيبل. هناك أيضًا مفهوم ضغط الصوت ، والذي يوسع في الواقع التفسير المعتاد لانتشار الموجة الصوتية في الهواء. ضغط الصوت- هذا هو الضغط الزائد المتغير الذي يحدث في وسط مرن نتيجة مرور موجة صوتية خلاله.

طبيعة موجة الصوت

لفهم نظام توليد الموجات الصوتية بشكل أفضل ، تخيل مكبر صوت كلاسيكي موجود في أنبوب مملوء بالهواء. إذا كان المتحدث يجعل نقرةإلى الأمام ، يتم ضغط الهواء في المنطقة المجاورة مباشرة للناشر مؤقتًا. بعد ذلك ، سوف يتمدد الهواء ، وبالتالي يتم دفع منطقة الهواء المضغوط على طول الأنبوب.
هذه الحركة الموجية هي التي ستصبح الصوت لاحقًا عندما تصل إلى العضو السمعي و "تثير" طبلة الأذن. عندما تحدث موجة صوتية في الغاز ، يتم إنشاء ضغط وكثافة زائدين ، وتتحرك الجسيمات بسرعة ثابتة. فيما يتعلق بالموجات الصوتية ، من المهم أن نتذكر حقيقة أن المادة لا تتحرك جنبًا إلى جنب مع الموجة الصوتية ، ولكن يحدث اضطراب مؤقت في الكتل الهوائية.

إذا تخيلنا مكبسًا معلقًا في مساحة خالية على زنبرك ويقوم بحركات متكررة "للأمام والخلف" ، فإن هذه التذبذبات ستسمى متناسقة أو جيبية (إذا كنا نمثل الموجة في شكل رسم بياني ، فعندئذ في هذه الحالة نحصل على موجة جيبية نقية مع صعود وهبوط متكرر). إذا تخيلنا مكبر صوت في أنبوب (كما في المثال الموضح أعلاه) ، فقم بعمل الاهتزازات التوافقية، ثم في اللحظة التي يتحرك فيها السماعة "للأمام" ، يتم الحصول على التأثير المعروف بالفعل لضغط الهواء ، وعندما يتحرك السماعة "للخلف" ، يتم الحصول على التأثير العكسي للخلخلة. في هذه الحالة ، تنتشر موجة من الضغط المتناوب والخلخلة عبر الأنبوب. سيتم استدعاء المسافة على طول الأنبوب بين الحدود القصوى أو الصغرى المجاورة (المراحل) الطول الموجي. إذا كانت الجسيمات تتأرجح بالتوازي مع اتجاه انتشار الموجة ، فإن الموجة تسمى طولي. إذا كانت تتأرجح بشكل عمودي على اتجاه الانتشار ، فإن الموجة تسمى مستعرض. عادةً ما تكون الموجات الصوتية في الغازات والسوائل طولية ، بينما في المواد الصلبة ، يمكن أن تحدث موجات من كلا النوعين. تنشأ الموجات المستعرضة في المواد الصلبة بسبب مقاومة تغير الشكل. الفرق الرئيسي بين هذين النوعين من الموجات هو أن الموجة المستعرضة لها خاصية الاستقطاب (تحدث التذبذبات في مستوى معين) ، بينما الموجة الطولية ليست كذلك.

سرعة الصوت

تعتمد سرعة الصوت بشكل مباشر على خصائص الوسط الذي ينتشر فيه. يتم تحديده (تابع) من خلال خاصيتين للوسيط: مرونة وكثافة المادة. تعتمد سرعة الصوت في المواد الصلبة ، على التوالي ، بشكل مباشر على نوع المادة وخصائصها. تعتمد السرعة في الوسائط الغازية على نوع واحد فقط من التشوه المتوسط: الانضغاط - الخلخلة. يحدث التغيير في الضغط في الموجة الصوتية دون تبادل حراري مع الجسيمات المحيطة ويسمى ثابت الحرارة.
تعتمد سرعة الصوت في الغاز بشكل أساسي على درجة الحرارة - فهي تزداد مع زيادة درجة الحرارة وتنخفض مع تناقصها. أيضًا ، تعتمد سرعة الصوت في الوسط الغازي على حجم وكتلة جزيئات الغاز نفسها - فكلما كانت كتلة الجزيئات وحجمها أصغر ، زادت "موصلية" الموجة وزادت السرعة على التوالي.

في الوسائط السائلة والصلبة ، يتشابه مبدأ الانتشار وسرعة الصوت مع كيفية انتشار الموجة في الهواء: عن طريق تفريغ الضغط. ولكن في هذه الوسائط ، بالإضافة إلى نفس الاعتماد على درجة الحرارة ، فإن كثافة الوسط وتكوينه / هيكله مهمة جدًا. كلما انخفضت كثافة المادة ، زادت سرعة الصوت والعكس صحيح. يعتبر الاعتماد على تركيبة الوسيط أكثر تعقيدًا ويتم تحديده في كل حالة محددة ، مع مراعاة موقع وتفاعل الجزيئات / الذرات.

سرعة الصوت في الهواء عند t ، درجة مئوية 20: 343 م / ث
سرعة الصوت في الماء المقطر عند درجة حرارة 20: 1481 م / ث
سرعة الصوت في الفولاذ عند درجة حرارة 20: 5000 م / ث

الموجات الدائمة والتدخل

عندما يخلق مكبر صوت موجات صوتية في مكان ضيق ، فإن تأثير انعكاس الموجة من الحدود يحدث حتمًا. نتيجة لذلك ، في أغلب الأحيان تأثير التدخل- عند تراكب موجتين صوتيتين أو أكثر على بعضهما البعض. من الحالات الخاصة لظاهرة التداخل تشكيل: 1) موجات نابضة أو 2) موجات واقفة. إيقاع الأمواج- هذا هو الحال عندما يكون هناك إضافة موجات ذات ترددات واتساعات متقاربة. نمط حدوث النبضات: عندما يتم فرض موجتين متشابهتين في التردد على بعضهما البعض. في وقت ما ، مع مثل هذا التداخل ، قد تتزامن قمم السعة "في الطور" ، وقد تتزامن أيضًا فترات الانكماش في "الطور المضاد". هذه هي الطريقة التي تتميز بها دقات الصوت. من المهم أن نتذكر أنه على عكس الموجات الواقفة ، فإن مصادفات الطور للقمم لا تحدث باستمرار ، ولكن في فترات زمنية معينة. عن طريق الأذن ، يختلف هذا النمط من الضربات بشكل واضح ، ويُسمع على أنه زيادة دورية وانخفاض في الحجم ، على التوالي. آلية حدوث هذا التأثير بسيطة للغاية: في لحظة تزامن القمم ، يزداد الحجم ، في لحظة تزامن فترات الركود ، ينخفض ​​الحجم.

الموجات الموقوفهتنشأ في حالة تراكب موجتين لهما نفس السعة والطور والتردد ، عندما "تلتقي" هذه الموجات ، تتحرك إحداهما في الاتجاه الأمامي والأخرى في الاتجاه المعاكس. في منطقة الفضاء (حيث تشكلت موجة واقفة) ، تظهر صورة تراكب لاثنين من سعات التردد ، مع الحد الأقصى المتناوب (ما يسمى بالعقد العكسية) والحد الأدنى (ما يسمى بالعقد). عندما تحدث هذه الظاهرة ، فإن معامل التردد والطور والتوهين للموجة في مكان الانعكاس مهم للغاية. على عكس الموجات المتنقلة ، لا يوجد نقل للطاقة في الموجة الواقفة بسبب حقيقة أن الموجات الأمامية والخلفية التي تشكل هذه الموجة تحمل الطاقة بكميات متساوية في الاتجاهين الأمامي والمعاكس. من أجل الفهم البصري لظهور الموجة الواقفة ، نقدم مثالًا من صوتيات المنزل. لنفترض أن لدينا مكبرات صوت ثابتة على الأرض في مساحة محدودة (غرفة). بعد جعلهم يلعبون بعض الأغاني مع الكثير من الجهير ، دعونا نحاول تغيير موقع المستمع في الغرفة. وهكذا ، فإن المستمع ، بعد دخوله منطقة الحد الأدنى (الطرح) للموجة الواقفة ، سيشعر بتأثير أن الجهير أصبح صغيرًا جدًا ، وإذا دخل المستمع منطقة الحد الأقصى (الإضافة) للترددات ، فعكس ذلك تم الحصول على تأثير زيادة معنوية في منطقة الجهير. في هذه الحالة ، لوحظ التأثير في جميع أوكتافات التردد الأساسي. على سبيل المثال ، إذا كان التردد الأساسي هو 440 هرتز ، فسيتم أيضًا ملاحظة ظاهرة "الجمع" أو "الطرح" عند ترددات 880 هرتز ، 1760 هرتز ، 3520 هرتز ، إلخ.

ظاهرة الرنين

معظم المواد الصلبة لها تردد الرنين الخاص بها. لفهم هذا التأثير بسيط للغاية في مثال الأنبوب التقليدي ، يفتح فقط من طرف واحد. دعنا نتخيل موقفًا حيث يتم توصيل مكبر صوت من الطرف الآخر للأنبوب ، والذي يمكنه تشغيل تردد واحد ثابت ، ويمكن أيضًا تغييره لاحقًا. لذا ، فإن الأنبوب له تردد الرنين الخاص به ، قائلاً لغة بسيطةهو التردد الذي يرن فيه البوق أو يصدر صوته. إذا تزامن تردد السماعة (نتيجة الضبط) مع تردد الرنين للأنبوب ، فسيكون هناك تأثير لزيادة الصوت عدة مرات. وذلك لأن مكبر الصوت يثير اهتزازات عمود الهواء في الأنبوب بسعة كبيرة حتى يتم العثور على نفس "تردد الرنين" ويحدث تأثير الإضافة. يمكن وصف الظاهرة الناتجة على النحو التالي: الأنبوب في هذا المثال "يساعد" المتحدث عن طريق الرنين بتردد معين ، وتضيف جهودهم و "تصب" في تأثير صوتي عالٍ. في مثال الآلات الموسيقية ، يمكن تتبع هذه الظاهرة بسهولة ، لأن تصميم الأغلبية يحتوي على عناصر تسمى الرنانات. ليس من الصعب تخمين ما يخدم الغرض من تضخيم تردد معين أو نغمة موسيقية. على سبيل المثال: جسم جيتار به مرنان على شكل ثقب يتوافق مع الحجم ؛ تصميم الأنبوب في الفلوت (وجميع الأنابيب بشكل عام) ؛ الشكل الأسطواني لجسم الأسطوانة ، والذي هو في حد ذاته مرنان بتردد معين.

الطيف الترددي للصوت والاستجابة الترددية

نظرًا لعدم وجود موجات من نفس التردد عمليًا ، يصبح من الضروري تحليل الطيف الصوتي بأكمله للمدى المسموع إلى نغمات إيحائية أو التوافقيات. لهذه الأغراض ، توجد رسوم بيانية تعرض اعتماد الطاقة النسبية لاهتزازات الصوت على التردد. يسمى هذا الرسم البياني بالرسم البياني لطيف التردد الصوتي. طيف تردد الصوتهناك نوعان: منفصل ومستمر. يعرض مخطط الطيف المنفصل الترددات بشكل فردي ، مفصولة بمسافات فارغة. كل شيء موجود في الطيف المستمر الترددات الصوتية.
في حالة الموسيقى أو الصوتيات ، غالبًا ما يتم استخدام الجدول الزمني المعتاد. خصائص الذروة إلى التردد(يختصر "AFC"). يوضح هذا الرسم البياني اعتماد اتساع اهتزازات الصوت على التردد في جميع أنحاء طيف التردد بأكمله (20 هرتز - 20 كيلو هرتز). بالنظر إلى مثل هذا الرسم البياني ، من السهل فهم ، على سبيل المثال ، نقاط القوة أو الضعف في مكبر صوت معين أو نظام مكبر صوت معين ككل ، وأقوى مناطق عودة الطاقة ، وانخفاض التردد والارتفاع ، والتوهين ، وكذلك تتبع شدة الانحدار.

انتشار الموجات الصوتية والمرحلة والطور المضاد

تحدث عملية انتشار الموجات الصوتية في جميع الاتجاهات من المصدر. أبسط مثال لفهم هذه الظاهرة: إلقاء حصاة في الماء.
من مكان سقوط الحجر ، تبدأ الموجات بالتباعد على سطح الماء في كل الاتجاهات. ومع ذلك ، دعونا نتخيل موقفًا يستخدم مكبر صوت بمستوى صوت معين ، دعنا نقول صندوقًا مغلقًا ، متصل بمكبر للصوت ويقوم بتشغيل نوع من الإشارات الموسيقية. من السهل ملاحظة (خاصة إذا أعطيت إشارة قوية منخفضة التردد ، مثل أسطوانة الجهير) ، أن السماعة تقوم بحركة سريعة "للأمام" ، ثم نفس الحركة السريعة "للخلف". يبقى أن نفهم أنه عندما يتحرك المتحدث إلى الأمام ، فإنه يصدر موجة صوتية نسمعها بعد ذلك. لكن ماذا يحدث عندما يتحرك المتحدث للخلف؟ ولكن من المفارقات ، أن نفس الشيء يحدث ، حيث يصدر المتحدث الصوت نفسه ، وينتشر فقط في مثالنا بالكامل داخل حجم الصندوق ، دون تجاوزه (الصندوق مغلق). بشكل عام ، في المثال أعلاه ، يمكن للمرء أن يلاحظ الكثير من الظواهر الفيزيائية المثيرة للاهتمام ، وأهمها مفهوم المرحلة.

الموجة الصوتية التي يشعها مكبر الصوت في اتجاه المستمع - "في الطور". الموجة العكسية ، التي تدخل في حجم الصندوق ، ستكون في المقابل طورًا مضادًا. يبقى فقط لفهم ما تعنيه هذه المفاهيم؟ مرحلة الإشارة- هذا هو مستوى ضغط الصوت في الوقت الحالي في نقطة ما في الفضاء. يمكن فهم المرحلة بسهولة أكبر من خلال مثال تشغيل مادة موسيقية بواسطة زوج من مكبرات الصوت المنزلية التقليدية المثبتة على الأرض. دعنا نتخيل أن اثنين من مكبرات الصوت المثبتة على الأرض مثبتة في غرفة معينة واللعب. يقوم كلا مكبري الصوت في هذه الحالة بإعادة إنتاج إشارة ضغط صوت متغير متزامن ، علاوة على ذلك ، يتم إضافة ضغط الصوت لأحد السماعات إلى ضغط الصوت للسماعة الأخرى. يحدث تأثير مماثل بسبب تزامن إعادة إنتاج إشارة مكبرات الصوت اليمنى واليسرى ، على التوالي ، بمعنى آخر ، تتزامن قمم ووديان الموجات المنبعثة من مكبرات الصوت اليمنى واليسرى.

الآن دعنا نتخيل أن ضغوط الصوت لا تزال تتغير بنفس الطريقة (لم تتغير) ، لكنها الآن معاكسة لبعضها البعض. يمكن أن يحدث هذا إذا قمت بتوصيل أحد مكبري الصوت في قطبية عكسية (كبل "+" من مكبر الصوت إلى الطرف "-" في نظام السماعات ، وكبل "-" من مكبر الصوت إلى الطرف "+" الخاص بمكبر الصوت نظام). في هذه الحالة ، فإن الإشارة المعاكسة للاتجاه ستسبب اختلافًا في الضغط ، يمكن تمثيله بأرقام على النحو التالي: يسار نظام صوتيضغط "1 باسكال" ، وسوف تخلق السماعة اليمنى ضغط "ناقص 1 باسكال". نتيجة لذلك ، سيكون إجمالي حجم الصوت في موضع المستمع مساويًا للصفر. هذه الظاهرة تسمى الطور المضاد. إذا أخذنا في الاعتبار المثال بمزيد من التفصيل لفهمه ، فقد اتضح أن ديناميكيتين تلعبان "في الطور" تخلقان نفس مناطق ضغط الهواء والخلخلة ، والتي تساعد بعضها البعض في الواقع. في حالة الطور المضاد المثالي ، فإن منطقة ضغط الفضاء الجوي التي تم إنشاؤها بواسطة مكبر صوت واحد ستكون مصحوبة بمنطقة خلخلة في الفضاء الجوي تم إنشاؤها بواسطة مكبر الصوت الثاني. يبدو تقريبًا مثل ظاهرة التخميد المتزامن المتبادل للموجات. صحيح ، من الناحية العملية ، لا ينخفض ​​مستوى الصوت إلى الصفر ، وسنسمع صوتًا مشوهًا ومضعفًا بشدة.

بالطريقة الأكثر سهولة ، يمكن وصف هذه الظاهرة على النحو التالي: إشارتان لهما نفس التذبذبات (التردد) ، لكن تم تغييرهما في الوقت المناسب. في ضوء ذلك ، من الأنسب تمثيل ظاهرة الإزاحة هذه باستخدام مثال الساعات الدائرية العادية. لنتخيل أن عدة ساعات دائرية متطابقة معلقة على الحائط. عندما تعمل العقارب الثانية لهذه الساعات بشكل متزامن ، 30 ثانية على إحدى الساعات و 30 ثانية على الأخرى ، فهذا مثال على إشارة في الطور. إذا كان عقرب الثواني يعملان بإزاحة ، لكن السرعة لا تزال كما هي ، على سبيل المثال ، في ساعة واحدة لمدة 30 ثانية ، وفي الساعات الأربع والعشرين الأخرى ، فهذا مثال كلاسيكي على تحول الطور (التحول). بالطريقة نفسها ، تقاس المرحلة بالدرجات ، داخل دائرة افتراضية. في هذه الحالة ، عندما يتم إزاحة الإشارات بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 180 درجة (نصف الفترة) ، يتم الحصول على طور مضاد كلاسيكي. في كثير من الأحيان في الممارسة العملية ، هناك تحولات طفيفة في الطور ، والتي يمكن أيضًا تحديدها بالدرجات وإزالتها بنجاح.

الموجات مسطحة وكروية. تنتشر واجهة الموجة المسطحة في اتجاه واحد فقط ونادرًا ما تتم مواجهتها في الممارسة العملية. واجهة الموجة الكروية هي نوع بسيط من الموجات التي تشع من نقطة واحدة وتنتشر في جميع الاتجاهات. الموجات الصوتية لها خاصية الانحراف، أي. القدرة على تجنب العقبات والأشياء. تعتمد درجة الغلاف على نسبة طول الموجة الصوتية إلى أبعاد العائق أو الثقب. يحدث الانعراج أيضًا عند وجود عائق في مسار الصوت. في هذه الحالة ، هناك سيناريوهان محتملان: 1) إذا كانت أبعاد العائق أكبر بكثير من الطول الموجي ، فإن الصوت ينعكس أو يمتص (اعتمادًا على درجة امتصاص المادة ، وسمك العائق ، إلخ. ) ، وتتشكل منطقة "الظل الصوتي" خلف العائق. 2) إذا كانت أبعاد العائق قابلة للمقارنة مع الطول الموجي أو حتى أقل منه ، فإن الصوت ينحرف إلى حد ما في جميع الاتجاهات. إذا اصطدمت موجة صوتية ، عند التحرك في وسيط واحد ، بالواجهة مع وسيط آخر (على سبيل المثال ، وسط هواء به وسط صلب) ، فقد تظهر ثلاثة سيناريوهات: 1) ستنعكس الموجة من الواجهة 2) الموجة يمكن أن تمر إلى وسط آخر دون تغيير الاتجاه 3) يمكن أن تمر الموجة إلى وسط آخر مع تغيير الاتجاه عند الحد ، وهذا ما يسمى "انكسار الموجة".

تسمى نسبة الضغط الزائد لموجة صوتية إلى السرعة الحجمية المتذبذبة بمقاومة الموجة. بكلمات بسيطة ، مقاومة الموجة للوسطيمكن تسميتها بالقدرة على امتصاص الموجات الصوتية أو "مقاومتها". تعتمد معاملات الانعكاس والانتقال بشكل مباشر على نسبة الممانعات الموجية للوسيطتين. تكون مقاومة الموجة في وسط غاز أقل بكثير من مقاومة الماء أو المواد الصلبة. لذلك ، إذا حدثت موجة صوتية في الهواء على جسم صلب أو على سطح المياه العميقة ، فإن الصوت إما ينعكس من السطح أو يُمتص إلى حد كبير. يعتمد ذلك على سمك السطح (الماء أو الصلب) الذي تسقط عليه الموجة الصوتية المرغوبة. مع سماكة منخفضة لوسط صلب أو سائل ، فإن الموجات الصوتية "تمر" بشكل كامل تقريبًا ، والعكس صحيح ، مع سماكة الوسط الكبيرة ، تنعكس الموجات في كثير من الأحيان. في حالة انعكاس الموجات الصوتية ، تحدث هذه العملية وفقًا لقانون فيزيائي معروف: "زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس". في هذه الحالة ، عندما تصطدم موجة من وسيط ذي كثافة منخفضة بالحد بمتوسط ​​كثافة أعلى ، تحدث الظاهرة الانكسار. يتكون من ثني (انكسار) موجة صوتية بعد "لقاء" مع عائق ، ويكون بالضرورة مصحوبًا بتغيير في السرعة. يعتمد الانكسار أيضًا على درجة حرارة الوسط الذي يحدث فيه الانعكاس.

في عملية انتشار الموجات الصوتية في الفضاء ، تقل شدتها حتمًا ، يمكننا القول توهين الموجات وضعف الصوت. من الناحية العملية ، من السهل جدًا مواجهة مثل هذا التأثير: على سبيل المثال ، إذا كان شخصان يقفان في حقل على مسافة قريبة (متر أو أقرب) ويبدآن التحدث مع بعضهما البعض. إذا قمت بعد ذلك بزيادة المسافة بين الأشخاص (إذا بدأوا في الابتعاد عن بعضهم البعض) ، فإن نفس المستوى من حجم المحادثة سيصبح أقل وأقل سماعًا. مثال مشابه يوضح بوضوح ظاهرة تقليل شدة الموجات الصوتية. لماذا يحدث هذا؟ والسبب في ذلك هو العمليات المختلفة لنقل الحرارة والتفاعل الجزيئي والاحتكاك الداخلي للموجات الصوتية. في أغلب الأحيان ، يحدث تحويل الطاقة الصوتية إلى طاقة حرارية. تنشأ مثل هذه العمليات حتماً في أي من وسائط انتشار الصوت الثلاثة ويمكن وصفها بأنها امتصاص الموجات الصوتية.

تعتمد شدة ودرجة امتصاص الموجات الصوتية على العديد من العوامل ، مثل الضغط ودرجة حرارة الوسط. يعتمد الامتصاص أيضًا على التردد المحدد للصوت. عندما تنتشر الموجة الصوتية في السوائل أو الغازات ، يكون هناك تأثير للاحتكاك بين الجسيمات المختلفة ، وهو ما يسمى اللزوجة. نتيجة لهذا الاحتكاك على المستوى الجزيئي ، تحدث عملية تحول الموجة من الصوت إلى الحرارة. بمعنى آخر ، كلما زادت الموصلية الحرارية للوسط ، انخفضت درجة امتصاص الموجة. يعتمد امتصاص الصوت في الوسائط الغازية أيضًا على الضغط (يتغير الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع بالنسبة إلى مستوى سطح البحر). أما بالنسبة لاعتماد درجة الامتصاص على تردد الصوت ، فبالنظر إلى التبعيات المذكورة أعلاه من اللزوجة والتوصيل الحراري ، يكون امتصاص الصوت أعلى ، وكلما زاد تردده. على سبيل المثال ، متى درجة الحرارة العاديةوالضغط ، في الهواء ، يكون امتصاص موجة بتردد 5000 هرتز 3 ديسيبل / كم ، وامتصاص موجة بتردد 50000 هرتز سيكون بالفعل 300 ديسيبل / م.

في الوسائط الصلبة ، يتم الحفاظ على جميع التبعيات المذكورة أعلاه (التوصيل الحراري واللزوجة) ، ولكن تمت إضافة بعض الشروط الأخرى إلى ذلك. ترتبط بالتركيب الجزيئي للمواد الصلبة ، والتي يمكن أن تكون مختلفة ، مع عدم تجانسها. اعتمادًا على هذا التركيب الجزيئي الصلب الداخلي ، يمكن أن يكون امتصاص الموجات الصوتية في هذه الحالة مختلفًا ، ويعتمد على نوع مادة معينة. عندما يمر الصوت عبر جسم صلب ، تخضع الموجة لسلسلة من التحولات والتشوهات ، والتي غالبًا ما تؤدي إلى تشتت الطاقة الصوتية وامتصاصها. على المستوى الجزيئي ، يمكن أن يحدث تأثير الاضطرابات ، عندما تتسبب الموجة الصوتية في إزاحة الطائرات الذرية ، والتي تعود بعد ذلك إلى موقعها الأصلي. أو أن حركة الخلع تؤدي إلى تصادم مع الاضطرابات المتعامدة عليها أو عيوب في التركيب البلوري مما يؤدي إلى تباطؤها وبالتالي امتصاص بعض الموجات الصوتية. ومع ذلك ، قد يتردد صدى الموجة الصوتية أيضًا مع هذه العيوب ، مما يؤدي إلى تشويه الموجة الأصلية. تتشتت طاقة الموجة الصوتية في لحظة التفاعل مع عناصر التركيب الجزيئي للمادة نتيجة لعمليات الاحتكاك الداخلي.

سأحاول في هذا المقال تحليل سمات الإدراك السمعي البشري وبعض التفاصيل الدقيقة وخصائص انتشار الصوت.

قبل أن تشك في وجود بطاقة صوت مكسورة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، افحص بعناية موصلات الكمبيوتر الحالية بحثًا عن أي تلف خارجي. يجب عليك أيضًا التحقق من أداء مضخم الصوت باستخدام مكبرات الصوت أو سماعات الرأس التي يتم تشغيل الصوت من خلالها - حاول توصيلها بأي جهاز آخر. ربما يكمن سبب المشكلة تحديدًا في المعدات التي تستخدمها.

من المحتمل أن تساعد إعادة التثبيت في وضعك. نظام التشغيل Windows ، سواء كان الإصدار 7 أو 8 أو 10 أو Xp ، حيث يمكن ببساطة أن تسوء الإعدادات الضرورية.

دعنا ننتقل إلى التحقق من بطاقة الصوت

طريقة 1

الخطوة الأولى هي التعامل مع برامج تشغيل الجهاز. لهذا تحتاج:

بعد ذلك ، سيتم تحديث برامج التشغيل وسيتم حل المشكلة.

أيضًا هذا الإجراءيمكن القيام به إذا كان ذلك متاحًا النسخة الحالية برمجةعلى وسائط قابلة للإزالة. في هذه الحالة ، تحتاج إلى التثبيت عن طريق تحديد المسار إلى مجلد معين.

إذا لم تكن بطاقة الصوت موجودة في مدير الجهاز على الإطلاق ، فانتقل إلى الخيار التالي.

الطريقة الثانية

في هذه الحالة ، التشخيص الكامل مطلوب للاتصال الفني الصحيح. عليك القيام بما يلي بترتيب معين:

يرجى ملاحظة أن هذا الخيار مناسب فقط للمكونات المنفصلة التي يتم تثبيتها كلوحة منفصلة.

الطريقة الثالثة

إذا تبين ، بعد الفحص البصري والتحقق من مكبرات الصوت أو سماعات الرأس ، أنها في حالة صالحة للعمل ، ولم تحقق إعادة تثبيت نظام التشغيل أي نتائج ، فإننا ننتقل إلى:

بعد اكتمال اختبار بطاقة الصوت ، سيخبرك النظام بحالتها وإذا تبين أنها معطلة ، فسوف تفهم ذلك بناءً على النتائج.

الطريقة الرابعة

خيار آخر ، كيفية التحقق بسرعة وسهولة كارت الصوتعلى نظام التشغيل Windows:

وبالتالي ، سنبدأ في تشخيص مشاكل الصوت على الكمبيوتر.

سيقدم لك البرنامج عدة خيارات للمشكلات ، كما سيشير إلى أجهزة الصوت المتصلة. إذا ، سيسمح لك معالج التشخيص بالتعرف عليه بسرعة.

الطريقة الخامسة

الخيار الثالث ، كيف يمكنك التحقق مما إذا كانت بطاقة الصوت تعمل ، هو ما يلي:

في علامة التبويب "برنامج التشغيل" و "التفاصيل" ، ستتلقى بيانات إضافية حول معلمات جميع الأجهزة المثبتة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، سواء المدمجة أو المنفصلة. تتيح لك هذه الطريقة أيضًا تشخيص المشكلات والتعرف عليها بسرعة من خلال التحقق من البرنامج.

أنت الآن تعرف كيفية التحقق من بطاقة الصوت الخاصة بك بسرعة وسهولة بعدة طرق. ميزتهم الرئيسية هي أنه لهذا لا تحتاج إلى الوصول إلى الإنترنت عبر الإنترنت ، ويمكن تنفيذ جميع الإجراءات بمفردك ، دون الاتصال بخدمة متخصصة.