انسان سخاوتمندانه از طبیعت برخوردار است تا به راحتی وجود داشته باشد و در مورد دنیای اطراف خود بیاموزد. او قادر به دیدن رنگ های روشن، شنیدن صداهای مختلف، گرفتن بو و لذت بردن از طعم غذا است. یکی از پیچیده‌ترین اندام‌های حسی، اندام شنوایی است که به لطف آن، انسان بیشتر اطلاعات را دریافت می‌کند.
فرد در دنیای دائمی صداها زندگی می کند که به لطف آن منبعی ضروری از اطلاعات درباره دنیایی که او را احاطه کرده است دریافت می کند. غرش موج‌سواری دریا و غرش باد، غرش پرندگان، صحبت‌های مردم و غرغر حیوانات، صدای رعد و برق منابع صدا در طبیعت هستند که به انسان کمک می‌کنند خود را با محیط سازگار کنند.
چگونه می شنود؟
اگر به داخل گوش انسان نگاه کنید، می توانید غشایی به نام پرده تمپان را ببینید. در امتداد تونل منتهی به داخل گوش کشیده می شود. ارتعاشات هوا از منبع صدا به پرده گوش برخورد می کند و باعث ارتعاش آن نیز می شود. پشت پرده گوش یک فضای استخوانی پر شده استسه استخوان متحرک به نام‌های مَلئوس، سندان و رکاب که به دلیل شکلشان به این نام خوانده می‌شوند. این استخوان‌ها ارتعاشات پرده گوش را دریافت می‌کنند و شروع به نوسان می‌کنند.
در عمق گوش کانالی پر از مایع به طول حدود ۳ سانتی متر به نام حلزون گوش وجود دارد. ارتعاشات استخوان هایی که حرکت می کنند، امواجی را در مایع ایجاد می کنند، مانند امواج در اقیانوس. مانند جلبک ها در زیر آب، هزاران سلول مو از طریق مایع موج می زند. این سلول ها اساساً برای شنوایی مهم هستند. ارتعاشاتی که از آنها عبور می کند، تکانه های الکتریکی را که از طریق عصب شنوایی به مغز می رسد، می راند. مغز، به نوبه خود، این سیگنال های الکتریکی را به موسیقی، صداها، یا جیک یا جیک پرندگان ترجمه می کند.
صدا از کجا می آید؟
منشا صدا چیست؟ هر جسم فیزیکی یا پدیده ای که با فرکانس صوتی در نوسان است، زیرا امواجی که از آن در محیط ایجاد می شود. انسان ها با استفاده از تارهای صوتی خود صدا تولید می کنند. اگر در حین مکالمه دستان خود را روی گلوی خود بگذارید، می توانید لرزش را احساس کنید. تقریباً همیشه می توان منابع صدا را شناسایی کرد. امواج صوتی مانند امواج در مزرعه گندم در یک روز بادی است. مولکول های هوا به یکدیگر برخورد می کنند و از هم دور می شوند و موجی که از هوا می گذرد فقط انقباض موزون و انبساط جریان مولکول های هوا است - نوعی ارتعاش. اما مواد دیگر نیز حامل امواج صوتی هستند، مانند چوب که منبع صدا نیز هست. اگر از یک طرف بسته فریاد بزنیددر چوبی، تارهای صوتی فرد فریادکش ابتدا به ارتعاش در می آیند که به نوبه خود باعث ارتعاش هوا می شود. هوا باعث ارتعاش چوب در می شود و سپس ارتعاش از در به هوا و بیشتر به فردی که در طرف دیگر در ایستاده است منتقل می شود. در یک غار، دیوارها صداها را مانند درها جذب یا منتقل نمی کنند. آنها را مانند آینه نور کمانه می کنند. برخی از دره ها در اروپا به خاطر پژواک خود شناخته شده اند. به عنوان مثال، یک صدای بوق شکار را می توان 100 بار تکرار کرد تا در نهایت متوقف شود.
منابع طبیعی
وزوز زنبور یا مگس، صدای جیرجیر پشه، تارهای صوتی انسان و حیوانات منابع طبیعی صدا محسوب می شوند. اگر صدف بزرگی را در گوش خود قرار دهید، می توانید صدایی از راه دور بشنوید که یادآور غرش موج سواری است، نه بی دلیل، در بازگشت از دریا، بسیاری از آنها صدفی را با خاطره ای زنده از دریا به خانه می آورند. هر چقدر هم که این ایده جذاب به نظر برسد، صدایی که شنیده می شود ربطی به دریا ندارد. در عوض، گوش پژواک های متعددی از تمام صداهای خارج از پوسته می شنود. منابع طبیعی صدا عبارتند از خش خش برگ ها و آواز پرندگان، زمزمه چشمه، رعد و برق در هنگام رعد و برق، جیک جیک ملخ ها و صدای برف در زیر پا - شمارش منابع طبیعی امواج صوتی بی پایان است.
مکانیسم امواج صوتی
پژواک امواج صوتی هستند که از یک سطح صاف پریده و به گوش می رسند. مثلاً اگر در غار فریاد بزنید، می توانیدکسری از ثانیه بعد صدایت را بشنوم که از دیوارهای غار پریده و برگرد. صدف دریایی اینگونه عمل می کند. بهترین نمونه از منابع صوتی آن دسته از سینک‌هایی هستند که محفظه‌های خالی زیادی دارند. آنها مانند اتاق های یک خانه خالی هستند. دیوارهای نزدیک سینک صاف هستند، به این معنی که صداهای نزدیک سینک، حتی بی صداترین صداها، در اتاقک ها تکرار می شوند. تمام اکوها - از صحبت کردن افراد، موسیقی یا صداهای طبیعی - به غرش تبدیل می شود. ضربان قلب را نیز می توان به آن اضافه کرد که توسط سینک گرفته می شود و از بین می رود. جلوه زیبای بسیاری از اکوها با صدای موج سواری شنیده می شود.
تبدیل صدا
هرچقدر هم که یک نفر فریاد بزند، بعد از 100-200 متر هیچکس صدای او را نمی شنود، جز اینکه او تلفنی فریاد می زند. کلمه "تلفن" از یونانی به عنوان "صدای دور" ترجمه شده است. در طول مکالمه تلفنی، امواج صوتی به جریان الکتریکی تبدیل می شوند. در طول پذیرش، روند معکوس رخ می دهد. چنین جریانی می تواند بر هر فاصله ای غلبه کند و مانند امواج صوتی در هوا منتشر شود. یک میکروفون در گوشی تعبیه شده است که به ارتعاشات هوا که در طول مکالمه رخ می دهد واکنش نشان می دهد. میکروفون این ارتعاشات را به جریان متناوب تبدیل می کند. در امتداد سیم های خط تلفن منتشر می شود و در انتهای دیگر خط به مشترک می رسد. اما از آنجایی که فرد ارتعاشات جریان متناوب را احساس نمی کند، لازم است آنها را به ارتعاشات صوتی تبدیل کند که قابل شنیدن است. این عملکرد توسط یک بلندگوی کوچک تعبیه شده در گوشی انجام می شود. امواج الکتریکی بر میدان مغناطیسی تأثیر می گذارد،تغییر قدرت آن این باعث ارتعاش غشاء می شود و امواج صوتی تولید می کند که به عنوان صدای تماس گیرنده شناخته می شود.
انسان چه امواجی را می شنود؟
تنها امواجی که برای انسان قابل شنیدن است امواج صوتی نامیده می شوند.
صدا امواج مکانیکی با دامنه معینی است که توسط شخص قابل تشخیص است. مطالعات نشان می دهد که اندام های شنوایی انسان امواجی در محدوده 16 هرتز تا 20000 هرتز دریافت می کنند. علاوه بر آنها، امواجی وجود دارد که فرکانس آنها زیر 16 هرتز (مادون صوت) و بالای 20000 هرتز (فرصوت) است. اما آنها در محدوده قابل شنیدن نیستند و توسط شخص احساس نمی شوند.
تصویر محدوده شنوایی انسان را نشان می دهد.
سونوگرافی صوتی مادون صوت
|_|_|_
0 16–20 20000 هرتز
فرکانس های دیگر توسط حیوانات یا حشرات منفرد، از جمله ماهی، پروانه، سگ و گربه، خفاش، دلفین قابل تشخیص هستند.
چگونه منبع صدا را شناسایی کنیم؟ منابع انواع اجسامی هستند که با فرکانس صدا (از 16 تا 20000 هرتز) ارتعاش ایجاد می کنند.
منابع مصنوعی
هر چیزی که توسط انسان آفریده شده است، نه طبیعت، را می توان به منابع صوتی مصنوعی نسبت داد، به عنوان مثال: چنگال تنظیم، زنگ، تراموا، رادیو، کامپیوتر. می توانید نحوه ایجاد موج صوتی را آزمایش کنید. برای آزمایش، به یک خط کش فلزی نیاز دارید که در گیره بسته شده باشد. اگر روی خط کش عمل کنید، می توانید لرزش هایی را متوجه شوید، اما هیچ صدایی شنیده نمی شود. اما در همان زمان، یک موج مکانیکی در نزدیکی خط کش تشکیل می شود.محدوده ارتعاش خط کش کمتر از فرکانس صوتی است، بنابراین فرد صدا را نمی شنود. بر اساس این تجربه، دستگاهی به نام چنگال تنظیم در پایان قرن نوزدهم اختراع شد.
صدا فقط زمانی تولید می شود که بدن در فرکانس صوت ارتعاش کند. امواج در جهات مختلف حرکت می کنند. بین گوش و منبع صدا باید رسانه ای وجود داشته باشد. این می تواند یک گاز، یک مایع، یک سطح جامد باشد، اما مطمئناً باید ذراتی باشند که امواج را منتقل می کنند. انتقال ارتعاشات صدا فقط در جایی انجام می شود که چنین محیطی وجود داشته باشد. اگر ماده ای وجود نداشته باشد، صدایی وجود نخواهد داشت.
شرایط لازم برای دریافت صدا
برای ایجاد موج صوتی باید:
- منبع.
- چهارشنبه.
- سمعک.
- فرکانس 16-20000 هرتز.
- شدت.
ادراک صدا یک فرآیند ذهنی است که به وضعیت اندام شنوایی و رفاه فرد بستگی دارد. میکروفون ها بر اساس همان اصل گوش کار می کنند، فقط به جای پرده گوش، میکروفون حاوی یک صفحه فلزی کوچک و نازک است که به آهنربا متصل است. با تغییر فشار هوا روی صفحه، آهنربا تکان می‌خورد و ارتعاشات الکتریکی ایجاد می‌شود.
دستاوردهای آکوستیک
در گذشته، مردم صدا را به روش‌های مختلف ذخیره می‌کردند: روی صفحه‌های وینیل، فیلم‌های عکاسی، یا به صورت ذرات مغناطیسی روی نوار مغناطیسی. رایانه به عنوان منبع صدا اطلاعات مربوط به سطح فعلی را ذخیره می کند، به طور مرتب سطح را می خواندولتاژ و هر مقدار را به عنوان یک عدد ذخیره کنید. امروزه تقریباً همه رایانه ها دارای کارت صدا هستند که به شما امکان می دهد پیام های صوتی و موسیقی را از دستگاه های خارجی (میکروفون، ضبط صوت، سی دی) ضبط و پخش کنید یا داده های صوتی دیجیتال ضبط شده بر روی منبع صوتی دیجیتال، رسانه اطلاعاتی (هارد دیسک، دی‌وی‌دی، سی‌دی، دیسک‌های بلوری) و آنها را به بلندگوها ارسال کنید.
توسعه فناوری دیجیتال هنوز متوقف نشده است. تنها در 100 سال، پیشرفت صدا از دوران ضبط مکانیکی، از جعبه های موسیقی، به دوران ضبط دیجیتال پیشرفت کرده است. پیشرفت در آکوستیک در حال حاضر شگفت انگیز است.
دانشمندان راهی برای انتقال داده ها از رایانه به رایانه تنها با استفاده از صدا پیدا کرده اند. یک چاقوی جراحی صوتی با قابلیت جداسازی حتی یک سلول ساخته شده است، نانوتکنولوژیست ها در حال توسعه راهی برای شارژ مجدد تلفن همراه با کمک صدا هستند. در آینده، بشریت منتظر اکتشافات باورنکردنی است که صدا در آنها نقش مستقیم دارد.
