الصوت عبارة عن موجات لها القدرة على الانتقال عبر الوسائط الفيزيائية مثل الهواء والغازات والسوائل والمواد الصلبة.
لكنها لا تستطيع التحرك في الفراغ، ويمكن للكائنات الحية أن تشعر بهذه الموجات من خلال الأذن والسمع.
الموجات الصوتية هي وسيلة اتصال بين الكائنات الحية، لذلك ترقبوا كل التفاصيل في مقالنا المميز دائمًا.
الموجات الصوتية في الفيزياء
يُعرّف الصوت ماديًا بأنه الاهتزاز الميكانيكي للوسط وينقسم إلى ثلاثة أنواع:
موجات طولية
- وهي مشتتة في البلازما والوسائط الغازية والسوائل وتتكون من ضغط واحد وخلخلة.
- فيزيائيًا، تُعرف باسم موجات الضغط، لأنها تتكون من عدة طبقات متتالية فوق بعضها البعض.
- يبدأ الضغط الموجود فيه في الزيادة تدريجياً، ثم يتناقص تدريجياً وينتشر في نفس اتجاه الموجة.
الموجات المستعرضة أو المستعرضة
يتكون من الأجزاء السفلية والعلوية ويتنقل بين الوسائط الصلبة على شكل موجات متتالية وعمودية على اتجاه انتشار الصوت.
ينتشر عموديًا على التموج.
موجات سطحية
الحركة في هذا النوع من الموجات الصوتية هي حركة دورانية تحدث على سطح الوسط.
من خلال مرور الموجة الصوتية، تنخفض سرعة وقوة هذا النوع من الموجات حيث تغوص أعمق في الوسط.
اقرأ أيضًا: نصائح بعد تكسير حصوات الكلى بموجات الصدمة
أنواع الموجات الصوتية
بمعنى آخر، يمكن تصنيف الموجات الصوتية وفقًا لتردداتها إلى ثلاثة أنواع على النحو التالي.
موجات صوتية
- هذه هي الموجات التي يستطيع الشخص سماعها وتمييزها.
- يمكن لأي شخص الدخول في تواتر هذه الموجات والتفاعل معها بسهولة.
- هذه هي الموجات التي يتراوح ترددها من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز.
بالإضافة إلى الموجات فوق الصوتية
- وهي موجات يتجاوز ترددها قدرة الإنسان الطبيعية على تمييزها وسماعها.
- يتجاوز ترددها بكثير قدرة الإنسان على إدراك الأصوات التي تخلقها.
- يبلغ تردده أكثر من 20 كيلو هرتز ويستخدم بشكل شائع في الفحوصات الطبية للأعضاء الداخلية للجسم ويعرف باسم السونار.
الأشعة تحت الصوتية
- هذه موجات ضعيفة لدرجة أن الشخص لا يستطيع سماعها أو الشعور بها.
- له تردد أقل من 20 هرتز ويستخدم بشكل شائع في التنقيب تحت الأرض.
- التنقيب عن النفط ومقاييس الزلازل وما إلى ذلك.
خصائص الموجات الصوتية
- حركة الاهتزازات التي تحدث نتيجة تأثير الصوت على جزيئات الوسط المنتشر فيه مما يؤدي إلى اهتزازها.
- تردد الاهتزاز في الوسط الذي ينتقل من خلاله.
- تختلف سرعة الصوت حسب الوسيط الذي تنتقل فيه الموجات الصوتية.
- حيث تكون أسرع في وسط صلب منها في وسط غازي أو سائل.
- شدة الصوت، وهي كمية الطاقة الصوتية الناتجة عن تأثير الموجات الصوتية على مساحة سنتيمتر مربع واحد في الوسط أثناء مرور الموجة الصوتية.
- يتم قياس هذه الكمية من الطاقة لموجة صوتية باستخدام الوحدة الفيزيائية للديسيبل.
- ضغط الصوت، وهو الفرق بين متوسط الضغط المحلي وضغط الموجة الصوتية.
- من هذا التعبير، يتم استخلاص مربع الاختلاف، والذي يُحسب منه الجذر التربيعي.
- سعة الموجة الصوتية هي عامل يؤثر على كمية الطاقة في الموجة الصوتية.
- تتناسب طاقة الموجة الصوتية طرديًا مع اتساعها.
- يتم تعريف سعة الموجة الصوتية أيضًا على أنها المسافة بين القمة وقاع الموجة التي تختفي عندها حركة الموجة الصوتية.
- السرعة التي تنتشر بها الموجة الصوتية عبر وسيط، أو السرعة التي يتم بها استرداد الموجة الصوتية.
- تقاس بوحدات السرعة، وهي وحدة طول مقسومة على وحدة زمنية.
- لذلك، فإن وحدة سرعة الموجة هي متر / ثانية.
- تقاس بوحدات السرعة، وهي وحدة طول مقسومة على وحدة زمنية.
استخدام الموجات الصوتية
يعتمد الصوت على الاهتزازات التي تحدثها الموجات من المصدر الذي تنتشر من خلاله في الغلاف الجوي.
تخلق هذه الاهتزازات موجات من الطاقة وتمكن الناس من استخدام هذه الموجات لأغراض ومهام مختلفة في حياتهم اليومية.
الإتصالات
- بدون الموجات الصوتية، لا يمكن للناس التواصل مع بعضهم البعض لفظيًا.
- تخلق الحبال الصوتية البشرية موجات صوتية تنتقل عبر الهواء إلى آذان الآخرين.
- كان الإنسان قادرًا على استخدام هذه التكنولوجيا لابتكار وتطوير طرق الاتصال الحديثة.
- اخترع الإذاعة والتلفزيون والهاتف واستطاع استخدامها في مختلف مجالات الحياة.
استكشاف المحيطات
- تستخدم الموجات الصوتية بشكل رئيسي في السونار، والتي لها العديد من الأغراض البحثية.
- بما في ذلك استكشاف المحيط عندما يتم توجيه مجسات السونار إلى قاع المحيط.
- عندما يصطدم بجسم ما، فإنه يصدر ترددات معينة.
- يقيس العلماء أصداء هذه الموجات لتحديد مسافة وحجم الجسم الذي ترتد منه الموجات الصوتية.
- تستخدم السفن البحرية أيضًا نفس التقنية لتحديد موقع غواصات العدو والتحقيق فيها.
قد تكون مهتمًا بـ: جاهز لبحوث خصائص الموجة
الاستكشاف تحت السطحي
- يستخدم الجيولوجيون الموجات الصوتية لاستكشاف موارد النفط تحت الأرض.
- عندما ترتد الموجات الصوتية عن الأرض، يقيس العلماء مسار انتشارها.
- من خلال الأرض وسرعتها.
- بفضل هذا، من الممكن تحديد تكوين وكثافة الأرض، وكذلك التنبؤ بالزلازل.
- ودراسة العديد من المظاهر الأخرى المتعلقة بأمعاء الأرض.
الصيد
- لا يقتصر استخدام هذه التقنية على البشر، حيث تعتمد العديد من المخلوقات على استخدام الموجات الصوتية للبحث عن الطعام.
- ومنها الخفافيش التي تعتمد بطريقة ما على انبعاث الموجات الصوتية، ثم تعود إليها مرة أخرى وتقوم بقياسها.
- يتم من خلالها تحديد أماكن الفرائس والمسافة بينها وكذلك العديد من المخلوقات الأخرى.
- مثل الدلافين، يستخدمون نفس التقنية للتواصل مع بعضهم البعض وتحديد موقعهم.
الموجات فوق الصوتية
- تُعرف أيضًا بالموجات فوق الصوتية أو التخطيط التشخيصي الطبي، وهي طريقة لتصوير الأعضاء الداخلية للجسم.
- حسب استخدام الموجات عالية التردد أو الموجات فوق الصوتية.
- ونتيجة لذلك، يتم الحصول على صور دقيقة لجسم الإنسان من الداخل.
- وهذا يجعل من الممكن تشخيص الأمراض ووصف العلاج المناسب لها.
- تستخدم هذه الطريقة عادة في الفحص الطبي الخارجي، حيث يتم وضع جهاز الموجات فوق الصوتية على الجسم من الخارج.
- لكن في بعض الحالات، يمكن وضعه داخل الجسم لإجراء دراسات أكثر دقة، مثل الموجات فوق الصوتية المهبلية.
- تستخدم تقنية الموجات فوق الصوتية في تشخيص العديد من الأمراض أشهرها فحص الرحم.
- مراقبة حالة الجنين أثناء الحمل وفحص المبايض.
- والعديد من الفحوصات الأخرى مثل التبويض اللاحق في حالات تأخر الحمل.
- تشخيص أمراض المرارة وكذلك فحص أمراض البروستاتا والأعضاء التناسلية.
- كما أنها تستخدم لتوجيه الإبرة في حالات الخزعة أو لعلاج الأورام.
- وكذلك فحوصات الغدة الدرقية وفحص الثدي بالإضافة إلى الفحوصات الطبية الأخرى.
- يساعد ذلك في التشخيص الدقيق للمرض وتحديد العلاج المناسب لكل حالة على حدة.
- عادة، يتم إجراء الموجات فوق الصوتية دون تحضير وإجراءات مسبقة.
- باستثناء بعض الحالات النادرة المتعلقة بدراسة المرارة.
- قد يطلب منك الطبيب عدم الأكل أو الشرب لمدة ست ساعات حتى يتمكن من إجراء فحص شامل.
- في حالة فحص الحوض أو المثانة، سيقترح طبيبك عادة شرب الكثير من الماء قبل الفحص.
- يساعد ذلك في تحديد المثانة بشكل أكثر دقة، وبالتالي الحصول على التشخيص الأكثر دقة.
أنظر أيضا: ضرر وخطر تفتيت الحصى بموجة الصدمة
أخيرًا، كانت معلومات حول الموجات الصوتية والموجات فوق الصوتية.
نأمل أن تجد هذه المقالة مفيدة، وللإجابة على أسئلتك يرجى مشاركتها معنا في التعليقات.