مشاهده نسخه کامل
: M o h a m m @ d
04-06-2014, 19:19
روزانه با هزار و یک صدای عجیب و غریب ، مواجه می شویم . برخی گوش نواز و برخی دیگر گوش خراش . برخی بلند و برخی از ته چاه . تا به حال با خودتان فکر کرده اید که صدا چگونه به گوش شما می رسد ؟ صدا چگونه در ذهن شما پردازش می شود ؟ آیا اصلا به این فکر کردید که صدا در هوا ، خلا ، آب و فضاهای دیگر به شکل ها و سرعت های مختلفی شنیده می شود ؟
در ابتدا لازم به ذکر است که صدا در اثر حرکت اشیا بوجود می آید ، شی ای که حرکت می کند باعث ارتعاش ذرات اطراف خود می شود و این ارتعاش تبدیل به امواج صوتی می شوند . در مورد دهان انسان نیز به همین گونه است . ارتعاش دیافراگم ، زبان و لب ها باعث ارتعاش و نهایتا تولید صدا می شود . حال چگونگی قرار گرفتن لب ها و زبان به تولید صداهای مختلف منجر می شود .
برای اینکه صدا به گوش ما و جانداران برسد باید از یک کانال ارتباطی عبور کند ، اگر هیچ کانال ارتباطی وجود نداشته باشد هرگز صدا به گوش ما نمی رسد . این کانال ارتباطی می تواند هوا ، آب ، کلیه مایعات ، گاز و غیره باشد که بسته به کانال ارتباطی ، سرعت صدا می تواند متغیر باشد .
اصولا صدا در مسیرهایی که مولکول های فشرده تری دارند سریع تر حرکت می کند . دلیل این امر اینه که مولکول ها به همدیگر نزدیکند و امواج صوتی را زودتر به مولکول های مجاور خود انتقال می دهند .
بنابراین سرعت صدا در زیر آب سریع تر از هوا است .آب به دلیل اینکه مولکول های نزدیک تری نسبت به هوا دارد ، حدود ۵ برابر سریعتر از هوا ( دمای ۲۰ درجه سانتی گراد ) ، صدا را منتقل می کند . صدا در آهن نیز ۲۰ برابر سریعتر از هوا حرکت می کند . پس تا اینجا متوجه شدیم که سرعت صدا در مواد و کانال های گوناگون ، متفاوت است .
برای اینکه متوجه سرعت بیشتر صدا در آب شوید می توانید آزمایش جالبی را انجام دهید . وان حمام را پر آب کنید یا درون استخری بروید و گوش های خود را زیر آب ببرید سپس دو عدد قاشق را زیر آب به یکدیگر ضربه بزنید . صدا به وضوح و با سرعت بیشتری به گوش می رسد و اگر سرتان را از آب بیرون بیاورید و قاشق ها را به یکدیگر بزنید ، صدای ضعیفی از برخورد دو قاشق خواهید شنید .
حالا آزمایش دیگری را انجام دهید . چشمان خود را ببندید و از دوستتان بخواهید دو قاشق را در فضای باز به همدیگر بزند . اگر کمی دقت کنید به راحتی خواهید فهمید که صدا از کدام سمت می آید . اما همین کار را در زیر آب و با همان چشمان بسته تکرار کنید ، آیا می توانید جهت صدا را تشخیص دهید ؟ اگر این کار را بکنید یا آدم فوق العاده باهوشی هستید یا چشمهایتان را باز کرده اید . چون تشخیص جهت صدا در آب بسیار سخت تر از فضای باز است . در فضای باز ، ابتدا صدا به یکی از گوشها و سپس به گوش دیگر می رسد ، لحظه ای کوتاه کافیست تا مغز جهت صدا را تشخیص دهد اما در آب نمی توان جهت صدا را تشخیص داد چون سرعت صدا بیشتر است و تقریبا همزمان به دوگوش انسان می رسد .
انسان زیر آب قادر به شنیدن صدای بیشتر از محدوده ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلو هرتز است .همانطور که می دانید گوش انسان قادر به شنیدن اصوات با فرکانس ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلو هرتز است . اما تحقیقات دانشمندان در این زمینه چیز دیگری را اثبات کرده البته زیر آب .
بالاتر گفتیم که سرعت صدا و شکل و شمایلش بستگی به کانال ارتباطیش دارد . در فضای باز صدا از طریق هوا به گوش ما می رسد . در واقع صدا پرده گوش ما را به لرزه در می آورد . این حرکت باعث لرزه در ۳ استخوان گوش مرکزی می شود که منجر به ارسال سیگنال های الکتریکی به مغز توسط سلول های حسی گوش خواهد شد .
اما در زیر آب ، صدا از پرده گوش می گذرد ، از استخوان های میانی نیز می گذرد و از طریق استخوان Mastoid ( استخوانی که پشت گوش قرار دارد و با لمس دست نیز قابل شناسایی است ( در امتداد گردن به سمت گوش حرکت کنید) ) به مغز می رسد . در واقع کانال ارتباطی تغییر می کند و انسان می تواند صدایی با فرکانس ۲۰۰ کیلو هرتز را هم بشنود یعنی صدایی حدود ۱۰ برابر ماکزیمم محدوده مجاز صدا در فضای باز .
سرعت صوت در آب دریادر آب شور دریا که فارغ از حباب های آزاد و رسوبات است ، صدا با سرعت ۱۵۶۰ متر بر ثانیه حرکت می کند . سرعت صوت در آب دریا بستگی به فشار ( در نترجه عمق ) ، دما و درجه شوری آب دارد . عوامل دیگری نیز در این سرعت تاثیر گذارند که در معادلات ریاضی مهندسان و دانشمندان و در جهت دقت بیشتر برای محاسبه دقیق سرعت صوت زیر آب به کار گرفته می شوند .
دما با افزایش عمق ، کم می شود اما فشار و شوری آب بیشتر می شود . در نمودار زیر نیز افزایش سرعت صوت در آب دریا را با افزایش عمق آب مشاهده میکنید .
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
رابطه سرعت صوت ( صدا ) با عمق آب دریا
با همه صحبت هایی که شد ، اگر زیر آب بروید ، صدایی که از بیرون آب تولید شده را نمی توانید به راحتی بشنوید و این مسئله به دلیل تداخل کانال های ارتباطی با یکدیگر است . در واقع صدایی که از بیرون آب تولید شده با کانال ارتباطی همچون هوا باید به گوش برسد . ضمن اینکه گوش از ۲ کانال ارتباطی برای دریافت صدا بهره می برد .یکی استخوان های گوش و دیگری استخوان های جمجمه . زیر آب ، انسان اصوات را از طریق استخوان های جمجمه می شنود .
elmefarda
در ابتدا لازم به ذکر است که صدا در اثر حرکت اشیا بوجود می آید ، شی ای که حرکت می کند باعث ارتعاش ذرات اطراف خود می شود و این ارتعاش تبدیل به امواج صوتی می شوند . در مورد دهان انسان نیز به همین گونه است . ارتعاش دیافراگم ، زبان و لب ها باعث ارتعاش و نهایتا تولید صدا می شود . حال چگونگی قرار گرفتن لب ها و زبان به تولید صداهای مختلف منجر می شود .
برای اینکه صدا به گوش ما و جانداران برسد باید از یک کانال ارتباطی عبور کند ، اگر هیچ کانال ارتباطی وجود نداشته باشد هرگز صدا به گوش ما نمی رسد . این کانال ارتباطی می تواند هوا ، آب ، کلیه مایعات ، گاز و غیره باشد که بسته به کانال ارتباطی ، سرعت صدا می تواند متغیر باشد .
اصولا صدا در مسیرهایی که مولکول های فشرده تری دارند سریع تر حرکت می کند . دلیل این امر اینه که مولکول ها به همدیگر نزدیکند و امواج صوتی را زودتر به مولکول های مجاور خود انتقال می دهند .
بنابراین سرعت صدا در زیر آب سریع تر از هوا است .آب به دلیل اینکه مولکول های نزدیک تری نسبت به هوا دارد ، حدود ۵ برابر سریعتر از هوا ( دمای ۲۰ درجه سانتی گراد ) ، صدا را منتقل می کند . صدا در آهن نیز ۲۰ برابر سریعتر از هوا حرکت می کند . پس تا اینجا متوجه شدیم که سرعت صدا در مواد و کانال های گوناگون ، متفاوت است .
برای اینکه متوجه سرعت بیشتر صدا در آب شوید می توانید آزمایش جالبی را انجام دهید . وان حمام را پر آب کنید یا درون استخری بروید و گوش های خود را زیر آب ببرید سپس دو عدد قاشق را زیر آب به یکدیگر ضربه بزنید . صدا به وضوح و با سرعت بیشتری به گوش می رسد و اگر سرتان را از آب بیرون بیاورید و قاشق ها را به یکدیگر بزنید ، صدای ضعیفی از برخورد دو قاشق خواهید شنید .
حالا آزمایش دیگری را انجام دهید . چشمان خود را ببندید و از دوستتان بخواهید دو قاشق را در فضای باز به همدیگر بزند . اگر کمی دقت کنید به راحتی خواهید فهمید که صدا از کدام سمت می آید . اما همین کار را در زیر آب و با همان چشمان بسته تکرار کنید ، آیا می توانید جهت صدا را تشخیص دهید ؟ اگر این کار را بکنید یا آدم فوق العاده باهوشی هستید یا چشمهایتان را باز کرده اید . چون تشخیص جهت صدا در آب بسیار سخت تر از فضای باز است . در فضای باز ، ابتدا صدا به یکی از گوشها و سپس به گوش دیگر می رسد ، لحظه ای کوتاه کافیست تا مغز جهت صدا را تشخیص دهد اما در آب نمی توان جهت صدا را تشخیص داد چون سرعت صدا بیشتر است و تقریبا همزمان به دوگوش انسان می رسد .
انسان زیر آب قادر به شنیدن صدای بیشتر از محدوده ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلو هرتز است .همانطور که می دانید گوش انسان قادر به شنیدن اصوات با فرکانس ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلو هرتز است . اما تحقیقات دانشمندان در این زمینه چیز دیگری را اثبات کرده البته زیر آب .
بالاتر گفتیم که سرعت صدا و شکل و شمایلش بستگی به کانال ارتباطیش دارد . در فضای باز صدا از طریق هوا به گوش ما می رسد . در واقع صدا پرده گوش ما را به لرزه در می آورد . این حرکت باعث لرزه در ۳ استخوان گوش مرکزی می شود که منجر به ارسال سیگنال های الکتریکی به مغز توسط سلول های حسی گوش خواهد شد .
اما در زیر آب ، صدا از پرده گوش می گذرد ، از استخوان های میانی نیز می گذرد و از طریق استخوان Mastoid ( استخوانی که پشت گوش قرار دارد و با لمس دست نیز قابل شناسایی است ( در امتداد گردن به سمت گوش حرکت کنید) ) به مغز می رسد . در واقع کانال ارتباطی تغییر می کند و انسان می تواند صدایی با فرکانس ۲۰۰ کیلو هرتز را هم بشنود یعنی صدایی حدود ۱۰ برابر ماکزیمم محدوده مجاز صدا در فضای باز .
سرعت صوت در آب دریادر آب شور دریا که فارغ از حباب های آزاد و رسوبات است ، صدا با سرعت ۱۵۶۰ متر بر ثانیه حرکت می کند . سرعت صوت در آب دریا بستگی به فشار ( در نترجه عمق ) ، دما و درجه شوری آب دارد . عوامل دیگری نیز در این سرعت تاثیر گذارند که در معادلات ریاضی مهندسان و دانشمندان و در جهت دقت بیشتر برای محاسبه دقیق سرعت صوت زیر آب به کار گرفته می شوند .
دما با افزایش عمق ، کم می شود اما فشار و شوری آب بیشتر می شود . در نمودار زیر نیز افزایش سرعت صوت در آب دریا را با افزایش عمق آب مشاهده میکنید .
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
رابطه سرعت صوت ( صدا ) با عمق آب دریا
با همه صحبت هایی که شد ، اگر زیر آب بروید ، صدایی که از بیرون آب تولید شده را نمی توانید به راحتی بشنوید و این مسئله به دلیل تداخل کانال های ارتباطی با یکدیگر است . در واقع صدایی که از بیرون آب تولید شده با کانال ارتباطی همچون هوا باید به گوش برسد . ضمن اینکه گوش از ۲ کانال ارتباطی برای دریافت صدا بهره می برد .یکی استخوان های گوش و دیگری استخوان های جمجمه . زیر آب ، انسان اصوات را از طریق استخوان های جمجمه می شنود .
elmefarda