تبیان، دستیار زندگی
تجربیات یومیه نشان می دهد که احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می شود که شی که در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آید. مثلا اگر پهلوی ما جامی فلزی قرار داشته باشد چنانچه با یک قطعه فلز به بدنه جام بزنیم صدایی از آن به گوش می رسد، و اگر با دقت به آن نگاه..
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

ارتعاش آکوستیک - بخش دوم

ارتفاع را بسامد ارتعاش تعیین می کند، هر چه بسامد بیشتر و در نتیجه دوره نوسان ها کوتاه تر باشد، صوت را زیر تر می شنویم.

ارتعاش آکوستیک (2)

در مطلب قبل با قسمت های عمده علم آکوستیک آشنا شدید، حال در ادامه به تعریف قسمت دیگر آن می پردازیم.

ارتباط صوت و ارتعاش

تجربیات یومیه نشان می دهد که احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می شود که شی که در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آید. مثلا اگر پهلوی ما جامی فلزی قرار داشته باشد چنانچه با یک قطعه فلز به بدنه جام بزنیم صدایی از آن به گوش می رسد، و اگر با دقت به آن نگاه کنیم ملاحظه می گردد که در حین صدا دادن لبه جام غیر واضح می باشد و این علامت ارتعاش سریع است.

اگر در این هنگام پاندول سبک وزن ساده ای را به بدنه جام نزدیک کنیم ضربه های پشت سر هم بدنه جام را روی پاندول که دلیل ارتعاش آن است بخوبی مشاهده می کنیم. اما بعضی اوقات ارتعاش به اندازه ای سریع است که با چشم دیده نمی شود و باید با وسایل مختلف از قبیل وسیله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت. حال این سوال پیش می آید که آیا فقط آزمایش های مربوط به هوا، وسیله انتقال صوت است؟

علاوه بر آزمایش های مربوط به هوا جامدات و مایعات نیز برای صوت ناقل خوبی هستند. هر کس می داند که با گذاشتن گوش خود بزمین می تواند حرکت عابرین پیاده و چهارپایان را از مسافت نسبتا زیادی بشنود. همچنین اگر گوش خود را به ریل راه آهن بچسبانیم حرکت لکوموتیو و قطار را ممکن است از چندین کیلومتر بشنویم. خاصیت انتقال صوت در جامدات و مایعات قویتر از خاصیت مزبور در گازها می باشد.ارتعاش آکوستیک (2)اغلب دیده ایم که با وجودیکه پهلوی ریل راه آهن ایستاده ایم ، صدای حرکت قطاری را که دور از ما واقع شده است نمی شنویم، و اگر بخواهیم صدای حرکت قطار مزبور را بشنویم یا باید گوش خود را به ریل بچسبانیم و یا اینکه یک سر میله چوبی و یا فلزی را به ریل چسبانده و سر دیگر را روی گوش خود بگذاریم، طوریکه در هر دو حالت استخوان خارجی گوش به ارتعاش در آید. به همین دلیل است که دیاپازون را روی جعبه مخصوص قرار می دهند تا صدایش قوی شود.

اگر جسم صداداری مانند زنگ اخبار الکتریکی را زیر محفظه پمپ تخلیه هوا قرار دهیم، با تخلیه تدریجی هوا توسط پمپ صدای زنگ ضعیف تر می شود و سرانجام شنیده نمی شود. نوسان ها از جسم صدا دار داخل هوا منتشر می شوند. فرایند انتشار نوسان ها در هوا را در مطالب بعد متذکر می شویم.

جسم صدادار در خلا ارتعاش هایش لایه هوای مجاور سطح خود را می فشارد یا در این لایه رقت به وجود می آورد. بنابراین انتشار صوت در هوا با نوسان چگالی هوای مجاور جسم مرتعش آغاز می شود ولی نوسان چگالی هوا می تواند بدون جسم مرتعش نیز به وجود آید. به عنوان مثال اگر دیسکی را که در امتداد پیرامونش سوراخ هایی وجود دارد و جریان هوا به آن دمیده می شود به سرعت بچرخانیم (شکل 1) پشت سوراخ ها جریان هوا وضع تکراری خاصی پیدا می کند و تراکم دوره ای هوا به وجود می آید. می توان به آسانی تحقیق کرد که در این حالت صدایی شنیده می شود.

ارتعاش آکوستیک (2)

ساختمان سیرن دقیقا بر پایه قطع جریان هوا استوار می باشد. در این چشمه صوت، معمولا دیسک چرخانی بالای دیسک ساکن قرار می گیرد که به تعداد مساوی سوراخ با زاویه تند دارد. (شکل 2)

نخست دیسک متحرک توسط جریان هوا مانند چرخ توربین به چرخش در می آید. دوم، شمار جریان های قطع شده با تعداد سوراخ های دیسک مساوی می باشند، به این سبب صدا به مقدار زیادی تقویت می شود. سیرن یا حتی اسباب ساده نشان داده شده در شکل 1 برای این آزمایش ها مناسب هستند زیرا به این طریق می توان دوره ارتعاش های آکوستیکی را تعیین نمود. تعداد قطع جریان در ثانیه برابر است با حاصل ضرب تعداد سوراخ ها z و تعداد گردش دیسک در ثانیه n. دوره عکس این حاصل ضرب است:

ارتعاش آکوستیک (2)

با توجه به این که ارتعاش های تولید شده با سیرن نا هماهنگ هستند تعداد قطع جریان هوا (zn) بسامد ارتعاش ها نیست.

نکته: حرکت دوره ای ناهماهنگ را نمی توان با یک بسامد مشخص کرد بلکه شامل دسته ای از نوسان های هماهنگ است که بسامد هر نوسان مضربی از بسامد اصلی v=1/T می باشد.

ادامه دارد ...

منبع: http://www.niazemarkazi.com

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان