چگونگی ایجاد صوت ؛ صدا چگونه تولید و به گوش ما می‌رسد؟

آیا شما نسبت به چگونگی ایجاد صوت اطلاعات دارید؟ تاکنون به این فکر کرده‌اید که صداهای متفاوتی که از اطراف می‌شنویم چگونه ایجاد و به گوش ما می‎رسند؟

داشتن اطلاعات در مورد چگونگی ایجاد صوت و صدایی که از اطراف می‌شنویم برای همه‌ی ما بسیار جذاب است. اگر شما هم مایل به افزایش اطلاعات خود در مورد چگونگی ایجاد صوت هستید پیشنهاد می‌کنم که در ادامه‌ی این مطلب با تکراتو همراه باشید.

بررسی چگونگی ایجاد صوت مفصل است که در ادامه توضیح داده می‌شود. اما قبل از آن بهتر است با تعریف و مفاهیمی دیگر نیز در مورد صوت آشنا شویم.

منظور از صوت چیست؟

در بحث چگونگی ایجاد صوت ، ابتدا باید تعریف صوت را دانست. صدا یا صوت که یکی از انواع انرژی است، از حرکت ذرات ماده ایجاد می‌‌شود؛ یک ذره با حرکت و برخورد به ذره‌ای دیگر باعث به حرکت درآمدن ذره‌ی دیگری شده و به این ترتیب صوت منتشر می‌شود.

چگونگی ایجاد صوت

صوت در واقع یک ارتعاش است که توسط حس شنوایی انسان درک می‌شود. انسان‌ها قادرند صداهایی که در هوا وجود دارند را بشنوند اما باید گفت که در گاز، مایع و حتی جامدات نیز صداهایی وجود دارد که انسان قادر به شندیدن این صداها در حالت طبیعی نیست.

ایجاد صوت و رسیدن آن به گوش ما به دلیل ارتعاش دو تیغه‌ی نازک به نام تارهای صوتی است که در حنجره قرار دارند. حنجره در عقب زبان و در بخش فوقانی نای قرار دارد. وقتی ماهیچه‌های تارهای صوتی که حالت ارتجاعی دارند، کشیده شوند، شکاف باریکی بین آنها ایجاد می‌شود که با عبور هوای بازدم از این شکاف، تارهای صوتی به ارتعاش در می‌آیند.

این ارتعاش، باعث مرتعش شدن هوای داخل حلق، شش‌ها، دهان و حفره‌های بینی شده و به این ترتیب صوت ایجاد می‌گردد.

خصوصیات صوت

صوت هم برای خود دارای ویژگی‌هایی است که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بسامد
  • طول موج
  • دامنه و سرعت

اگر بخواهیم صوت را از نظر فیزیکی بررسی کنیم، باید گفت که صدا ارتعاش مکانیکی یک محیط الاستیک گازی، مایع یا جامد است. صدا را می‌توان شکلی از انرژی مکانیکی دانست که وقتی تولید می‌شود که ذرات در اطراف موقعیت تعادل خود نوسان کنند.

انتشار صوت در هوا زمانی اتفاق می‌افتد که یک منبع صدا که معمولاً یک شی ارتعاشی مکانیکی تحت تأثیر قرار گرفته بتواند مولکول‌های هوا را که چسبیده به سطح آن در اطراف موقعیت خود است را  نوسان کند. در یک موج صوت در هوا ذرات در همان جهت انتشار جبهه موج، نوسان خواهد داشت و این موضوع باعث ایجاد مناطق با فشار بالاتر به ترتیب پایین‌تر نسبت به فشار اتمسفر خواهد شد؛ بنابراین امواج صوتی می‌توانند به عنوان امواج فشار هوا رفتار کنند.

اصطلاح‌های صوت هم به قرار زیر هستند:

  • فراصوت
  • فروصوت
  • زِبَرصوت

بررسی بسامد و طول موج صوت

در مبحث چگونگی ایجاد صوت ، بسامد و طول موج صوت هم مهم است. منظور از بسامد صوت، تعداد تغییرات فشار هوا در هر ثانیه در یک نقطهٔ ثابت است که موج صدا در حال عبور از آن می‌باشد. یک چرخه نوسانی ساده در یک ثانیه برابر با یک هرتز در نظر گرفته می‌شود.

چگونگی ایجاد صدا

هر اندازه که بسامد صدا بیشتر باشد، حرکت ارتعاشی آن تندتر باشد، صدای حاصل زیرتر و هرقدر بسامد آن کمتر باشد بم تر خواهد بود. گوش انسان سالم تنها قادر به شنیدن صداها در بازه بسامدی بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز است. در این میان باید توجه داشت که با افزایش سن، انسان معمولاً توانایی شنیدن فرکانس‌های خیلی بالا و یا خیلی پایین را نخواهد داشت.

طول موج صوت نیز برابر با فاصله بین دو قله متوالی بوده که موج در مدت زمان یک چرخه نوسانی آن را طی خواهد کرد. جسم مرتعش هر تناوب کامل را در مدت زمانی مشخص طی می‌کند. واحد طول موج متر است و هرچه این مقدار کوتاه‌تر باشد صدا زیرتر و در صورت بلند بودن صدا بم تر خواهد بود.

بررسی سرعت صوت

سرعت صوت فاصله‌ای است که یک موج صوتی در مدت زمان یک ثانیه در یک سیال می‌پیماید. سرعت صوت است که در واقع مشخص می‌کند که این موج در بازهٔ مشخصی از زمان، چه مسافتی را طی می‌کند. در دینامیک سیالات، سرعت صوت در یک سیال (گاز یا مایع)، به عنوان یک ابزار حساب‌گری نسبی خود سرعت استفاده می‌شود. سرعت یک شئ (فاصله بر زمان) تقسیم بر سرعت صوت در سیال به عنوان عدد ماخ شناخته می‌شود.

در گفتگوهای مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در سیال هوا است. سرعت صوت از یک ماده به ماده دیگر متفاوت است. صوت در مایعات و جامدات نامتخلخل سریع‌تر از هوا، حرکت می‌کند. می‌توان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴٫۳ برابر (۱۴۸۴ متر بر ثانیه)، و در آهن تقریباً ۱۵ برابر (۵۱۲۰ متر بر ثانیه) سرعت آن در هوای ۲۰ درجه سانتی‌گراد است.

در فلزات و جامدات، مایعات، درون محیط‌هایی که فشردگی هوای آن‌ها نسبت به محیط آزاد بیشتر است، در مناطق سرد و مرطوب و پست‌تر از دریا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دریا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دریا، سرعت صوت بیشتر است.

چگونگی ایجاد صدا و رسیدن به گوش

صوت نمی‌تواند از محیط‌هایی که مادی نیستند، عبور کند. می‌توان گفت که سرعت انتشار صوت بستگی به نوع، دما و فشار محیطی که صوت در آن منتشر می‌شود دارد. در شرایط طبیعی از آنجایی که هوا تقریباً بصورت یک گاز کامل رفتار می‌کند سرعت صوت وابسته به فشار هوا نیست. در هوای خشک در دمای ۲۰ درجهٔ سانتیگراد سرعت صوت حدوداً ۳۴۳ متر در ثانیه یعنی حدوداً یک متر در هر ۳ هزارم ثانیه است. سرعت صوت همچنین وابسته به بسامد و طول موج است؛ بنابراین یک صوت ۳۴۳ هرتزی طول موج یک متر خواهد داشت.

سرعت صوت در جامدات

سرعت صوت در جامدات به دلیل تراکم زیاد مولکول‌ها، بیشتر از مایعات و در مایعات نیز بیشتر از گازها است. صوت بر خلاف امواج دیگر مانند نور و گرما فقط می‌تواند در محیطی منتشر شود که ماده وجود داشته باشد؛ یعنی اگر بر سطح ماه (که هوایی وجود ندارد) انفجاری روی دهد صدای آن شنیده نخواهد شد. از واحد دسی‌بل نیز برای اندازه‌گیری شدت صوت می‌توان استفاده کرد. محدودهٔ شنوایی انسان بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز می‌باشد.

بررسی روش های دریافت صوت

صوت به دو روش‌ مختلف مستقیم و غیر مستقیم دریافت می‌شود. صداهای مستقیم در یک فرم کروی منتقل می‌شوند و از منبع به‌طور مستقیم به شنونده می‌رسند. حالت کروی در حرکت باعث می‌شود که صوت در تمام جهت‌ها در یک زمان مشخص حرکت کند.

اما در حالت غیر مستقیم صدا در اثر برخورد با یک سطح بازگشت می‌یابد و سپس به گوش دریافت‌کننده می‌رسد. صدا هم‌زمان که از مسیرهای مختلف خارج می‌شود، دریافت هم می‌شود.

برای اینکه یک صدای خوب در محیط به گوش برسد لازم است به سه نکته توجه ویژه داشت:

اول: کنترل و رسیدن صدای خوب به هر شخص به صورت مستقیم انجام می‌شود که این موضوع خود بیانی از مباحث انتشار و بازگشت و کم کردن مدت زمان طنین جهت جلوگیری از هم پوشانی شدن صداها توسط یکدیگر است.

دوم: جلوگیری از ایجاد نویز نیز برای انتشار یک صدای خوب مهم است. از طریق انتخاب سایت مناسب که دور از آلودگی صوتی باشد، دیوارهای دوجداره، مصالح جاذب و … می‌توان صوتی زیبا ارسال کرد.

چگونگی تولید صدا و رسیدن به گوش

سوم: استفاده از سیستم‌های صوتی ایده‌آل نیز نباید فراموش شود. در واقع تقویت صدا توسط میکروفون‌ها و بلندگوها و آمپلی فایرها با تعبیه یک اتاق کنترل انجام می‌شود.

نقش صوت و ارتعاش در تولید صدا

در بحث چگونگی تولید صوت ، تا اینجا مفاهیمی مختلف تعریف و مورد بررسی قرار گرفتند. در این قسمت ارتباط صوت و ارتعاش بررسی می‌شوند.

ما وقتی صدایی را می‌شونیم که یک شیء در نزدیکی ما به ارتعاش درآید. به عنوان مثال جامی فلزی وجود داشته باشد و با یک قطعه فلز به بدنه جام زده شود، صدایی از آن به گوش می‌رسد و اگر با دقت به آن نگاه کنیم ملاحظه می‌گردد که در حین صدا دادن لبه جام غیرواضح است و این علامت همان ارتعاش سریع است. البته در بعضی مواقع هم ارتعاش به اندازه‌ای سریع است که با چشم دیده نمی‌شود.

در واقع صدا نتیجه ارتعاش یک جسم است و در محیط مادی (هوا یا آب) به صورت موج انتشار پیدا می‌کند و انسان در دستگاه شنوایی خود آن را با فعل و انفعالات فیزیولوژیکی درک می‌کند.

آشنایی با تعدادی از اصطلاحات مرتبط با صوت

نوفه

نوفه به معنای سر و صدا است و برای توضیح وضعیت صدا در زمان‌های به خصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد. تعریف نوفه بر اساس جنبه‌های فیزیکی صدا ممکن نیست، زیرا صدا می‌تواند در یک لحظه خواسته باشد، در صورتی که در شرایط دیگر یا برای همان افراد ناخواسته باشد.

شیوش (طنین یا رنگ صوتی)

صداهای موسیقایی و سازها دارای شیوش خاص خود هستند و علت تشخیص صدای سازها از یکدیگر در حال نواختن یک نت مشترک همین امر است. صدای بی شیوش منحنی سینوسی دارد و منظم است.

چگونگی ایجاد صوت ؛ صدا چگونه تولید و به گوش ما می‌رسد؟

هارمونیک (موج فرعی)

صدای انسان ترکیبی از چند موج صوتی است. دانشمندان هر موج صوتی را یک هارمونیک می‌نامند. مجموع هارمونیک‌ها، صدای انسان را به شکل یک موج پیچیده صوتی تشکیل می‌دهند. تفاوت صدای انسان‌ها به دلیل تفاوت در همین هارمونیک‌ها است.

نواک

نواک در واقع بیانی از زیر یا بم بودن یک صداست. بعضی صداهای غیر موسیقایی شیوش دارند اما تشخیص نواک در آن‌ها مشکل است. مانند صدای باران

پژواک

انعکاس صدای انسان در یک سالن بزرگ، اکو یا پژواک گفته می‌شود.  پژواک زمانی تولید می‌گردد که از موانع انعکاس یابد. البته اشیاء همگی صوت را منعکس نمی‌کنند و برخی صوت را جذب می‌کنند.

پس آوا

مدت دوام آوا پس از خاموش شدن سرچشمه آوا را پس آوا گویند که کمیتی قابل محاسبه دارد. هرچه پس آوا در یک فضا بیشتر باشد وضوح کمتر است.

بررسی چگونگی ایجاد صوت

صدا چگونه ایجاد می‌شود؟ تا اینجا در مورد صوت و اینکه چگونه از اجسام مختلف به گوش می‌رسد، سخن گفته شد. تعاریفی اولیه لازم بود تا موضوعی چون چگونگی ایجاد صوت قابل درک باشد.

صدای انسان تشکیل شده از صوتی است که با استفاده از تارهای صوتی ساخته شده و برای صحبت کردن، آواز خواندن، خندیدن، گریه کردن، فریاد زدن و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تارهای صوتی فقط بخشی از صدای انسان را تولید می‌کنند.

ریه (پمپ) باید جریان هوا و فشار هوای کافی را برای ارتعاش تارهای صوتی تولید کند،عضلات حنجره باید طول و تنش تارهای صوتی را برای ایجاد یک تن صدایی بسیار خوب تنظیم کنند. مفاصل لازم است صدای نشأت گرفته از حنجره را واضح و شفاف و به نوعی فیلتر کنند تا جریان هوای حنجره به عنوان یک منبع صدا تقویت گردد.

تارهای صوتی در ترکیب با مفاصل قادر به تولید آرایه‌های بسیار پیچیده‌ای از صدا هستند. تن یا لحن صدا می‌تواند بیانگر احساسات مختلف انسان باشد: مانند خشم، تعجب یا شادی.

صدای انسان مانند یک راز است که ما قادر به دیدن دستگاهی که این صدا را تولید می‌کند، نیستیم. آنچه مشخص است این است که انسان دهان خود را باز می‌کند و از آن صدا خارج می‌شود. اینکه چگونه موسیقی و کلمات به راحتی از گلوی انسان خارج می‌شوند، جالب است.

انسان دارای یک وسیله ی زهی است که به آن فوت می‌کند. دو مجرا در کنار هم در داخل گلوی انسان قرار دارند. مجرایی در قسمت جلو که هوا را از طریق بینی و دهان به ریه‌ها می‌رساند و در قسمت پشتی هم مجرایی برای رساندن غذا و مایعات به معده وجود دارد.

در آن یک جفت تار که باعث ایجاد صدا می‌شوند هم وجود دارند که بسیار قوی و پوشیده از مواد مخاطی هستند. این تارها در برابر هوایی که به آنها وارد می‌شوند از هم جدا و به هم نزدیک شده و مرتعش می‌شوند و صدا تولید می‌شود. در واقع گلوی انسان این جعبه کوچک و عجیب صوتی، مانند یک ساز است که با فوت کردن نت مورد نظر را ایجاد و لحن و شدت آن را نیز تعیین می‌کند.

چگونگی تولید صدا

تارهای صوتی به دلیل متفاوت بودن نحوه ارتعاش منحصر به فرد و حیرت انگیز هستند. مقدار کمی هوا پشت آنها موجود است که وقتی این فشار هوا بیشتر از فشار هوای روی تارها می‌شود تارها از هم باز شده هوا را تخلیه کرده و بلافاصله بسته می‌شوند. این عملکرد به تناوب بسیار زیاد و باورنکردنی پشت سر هم انجام شده و به تولید صوت می‌انجامد.

اکنون که با چگونی تولید صدا آشنا شدیم به بررسی کیفیت صدای تولید شده می‌پردازیم. کیفیت صدا در ابتدا به نحوه بکارگیری تارهای صوتی و مقدار هوایی که به آنها دمیده می‌شود، دارد. اگر مقدار صحیح هوا به اندازه‌ی صحیحی از تارها برخورد کند، می‌توان گفت کیفیت صدا هم مناسب خواهد بود. بنابراین اگر این مقدار مناسب و دقیق باشد کیفیت صدا هم مناسب خواهد بود.

با چگونگی ایجاد صوت آشنا شدیم و دانستیم که چگونه یک صدای با کیفیت تولید کنیم. همچنین به توضیح  بسیاری از اصطلاحات صوت نیز پرداختیم. این مقاله می‌تواند اطلاعات کاملی در مورد نحوه تولید صوت در اختیار کاربران قرار دهد.

 

آیا در زمینه ای تخصص و تجربه کافی را دارید؟ دانش خود را با کاربران تکراتو به اشتراک بگذارید. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

.

منبع: wikipediarasekhoon



ارسال نظر