الموجات الصوتية وأنواعها
تعريف الصوت
الصوت هو اهتزاز ينتشر عبر وسيط ما إما صلب أو سائل أو غازي على شكل موجة ميكانيكية أو موجة ضغط مسموعة، وكلما زادت صلابة الوسيط الذي تنتقل من خلاله الموجة كلما كان انتقال الصوت أسرع.
تعريف الموجات الصوتية
الموجة الصوتية أو السمعية هي نمط الاضطراب الناجم عن حركة الطاقة عبر وسط مثل الهواء أو الماء أو أي مادة سائلة أو صلبة، بعيدًا عن مصدر الصوت، وتنشأ الموجات الصوتية عن طريق اهتزاز الجسم، وانتشارها في الوسط.
والموجات الصوتية، موجات طولية، وذلك لأن حركة انتشار اهتزاز الجسيمات يتوازى مع اتجاه انتشار موجة الطاقة، فعندما يهتز الجسم، تتحرك ذراته ذهابًا وإيابًا بشكل مستمر، مشكلة منطقة ضغط مرتفع وضغط منخفض في الوسط، تسمى هذه المناطق بالضغط والخلخلة، على التوالي
وعندما يتم نقل هذه المناطق إلى الوسط المحيط؛ ستنتقل الموجات الصوتية من وسيط إلى آخر.
أنواع الموجات الصوتية
تنقسم الموجات الصوتية إلى ثلاث فئات: الموجات الطولية، والموجات الميكانيكية، وموجات الضغط، ويمكن تعريفهم على النحو الآتي:
1- الموجات الصوتية الطولية:
وهي موجة تكون فيها حركة جسيمات الوسيط موازية لاتجاه انتقال الطاقة، مثل الموجات الصوتية التي تنتقل عبر الهواء، أو الموجات الصوتية الناتجة عن ضرب شوكة رنانة، حيث يكون عندها اتجاه الموجة الصوتية موازيًا لحركة جسيمات الهواء؛ مما ينتج موجة طولية.
2- موجات الصوت الميكانيكية:
سميت هذه الموجة بهذا الاسم؛ نظرًا لتشكلها بفعل تذبذب المادة، ولحاجتها لوسط تنتقل من خلاله، فمثلًا لا يستطيع الصوت الانتقال في الفراغ، وذلك لغياب الوسط الذي يمكن نقله من خلاله، ومن الأمثلة على هذه الموجات: موجات الماء، وموجات الحبل، والنابض، والموجات الصوتية، والموجات الزلزالية، وتنقسم أنواع هذه الموجة إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
- الموجات المستعرضة.
- الموجات الطولية.
- الموجات السطحية.
3- موجات الضغط الصوتية:
نظرًا لتكون الموجات الصوتية من الضغط والخلخلة، فإن مناطقها تتأرجح بين أنماط الضغط المنخفض والعالي، ولهذا السبب، تعتبر الموجات الصوتية بمثابة موجات ضغط.
فوائد الموجات الصوتية
توجد العديد من الفوائد للموجات الصوتية، منها:
- تواصل البشر لفظيًا مع بعضهم البعض، وذلك لأن صوت الإنسان عبارة عن انتقال الموجات الصوتية المتولدة من الأحبال الصوتية إلى آذان المستمعين.
- يستخدم الجيولوجيون الموجات الصوتية للبحث عن الموارد الطبيعية مثل النفط، كما تمكن هذه الموجات الجيولوجيين من إجراء الدراسات حول كثافة الأرض وتركيبتها، ودراسة تأثير الموجات الزلزالية وشدتها، وأحيانًا التنبؤ بها.
- يستخدم العلماء الموجات الصوتية في أجهزة السونار، المستخدمة في تطبيقات عديدة مثل اكتشاف الحياة البحرية في المحيطات حيث يرسل السونار موجات صوتية، وعندما تصطدم بشيء ما ترتد مرة أخرى، حيث يمكن للعلماء استخدام هذا الارتداد أو الصدى لتحديد حجم ومسافة الجسم الذي قامت الموجات بالاصطدام به.
