صدا

صوت یک موج مکانیکی است که در فضای مادی منتشر می شود .انتشار موج باانتقال انرژی همراه است که از طریق ایجاد یک حرکت نوسانی در مولکول ها انجام می شود.مکانیزم شنیدن در انسان هم یه همین ترتیب است. موجی که در هواست  به پردۀ صماخ گوش فشار می آورد و ما می توانیم صدا را بشنویم. تعداد دفعاتی که موج در یک ثانیه به پرده ی صماخ فشار می آ ورد، فرکانس صدا نامیده می شود. صداهایی که اغلب می شنویم یک فرکانس معین ندارند و ترکیبی از چند فرکانس هستند. در این درس امکان تولید چندین فرکانس و فرکانس های ترکیبی و شنیدن آن ها را دارید.

1 : درباره صدا

برای این که بفهمید صدا چیست ، نگاهی به نقطه های قرمز پائین بیندازید و تصور کنید این نقطه ها آدم هایی هستند که شانه به شانه ی هم ایستاده اند و شما دارید از بالا به آن ها نگاه می کنید . چیزی که از بالا می بینید ، سرِ آدم هاست . اگر نفر اول ناگهان به سمت راست خودش ، یعنی به نفر دومی فشار بیاورد ، چه اتفاقی می افتد؟ عکس اول  ترتیب چینش آن را به شما نشان می دهد:

و عکس زیر انیمیشنی است که حرکت آن ها را پشت سر هم نشان می هد.

نفر اول که به نفر دومی ضربه می زند، "چرخه ی واکنش" به وجود می آید، چون همه  آدمها به هم خیلی نزدیک هستند. 1 ، 2 را هل می دهد، وقتی 1 آرام گرفت، 2 ، 3 را هل می دهد. وقتی 2 آرام گرفت، 3 ، 4 را هل می دهد و همین طور تا آخر. این حرکت چیزی شبیه "حرکت موجی یا موج مکزیکی" طرفداران تیم ورزشی در استادیوم است. " هل دادن " ظاهراً حرکتی به سمت راست دارد، حرکتی در امتداد خط آدم ها.

آیا "موج " این حرکت را ایجاد می کند؟ موج از اولین نفر (که اولین بار هل داده شده ) شروع می شود و به سمت راست می رود، تا انتهای خط آدم ها. وقتی آخرین نفر آرام می گیرد، موج متوقف و تمام می شود.

ارتباط این مطالب با مبحث "صدا چیست؟" خب، تصور کنید نقطه های قرمز مولکول های هوا هستند، و موج می تواند مدت بیشتری در هوا پخش شود....

2 : اصوات : موج منبسط می شود.

در این جا موجی با دو جهت داریم. تصور کنید نقاط قرمز، در تصویر اول مولکول های هوا هستند.

عکس دوم نشان می دهد که  ناگهان نقطه زرد مرکزی منبسط می شود و دوباره به حالت اول بر می گردد. این نقطه به هنگام انبساط، مولکول های هوا را، که کاملاً آن را احاطه کرده اند، فشار می دهد. در این لحظه است که "موج" ایجاد می شود.

اگر این اتفاق را به دقت نگاه کنید، متوجه تشکیل موج می شوید، زیرا یک مولکول هوا فشار را می گیرد و به مولکول بعدی خود منتقل می کند. وقتی مولکول هوا به حالت اول بر می گردد، موج از آن رد می شود.

بسیار خب، بالاخره "صدا چیست، و ما چگونه می شنویم؟ " ...

3: چگونه می شنویم

یک بار دیگر ، تصور کنید نقطه های قرمز مولکول های هوا هستند. یک گوش هم در همین نزدیکی قرار دارد. نقطه زرد منبسط می شود و بعد به حالت اول برمی گردد و به این ترتیب موجی در مولکول های هوا ایجاد می شود. عکس دوم را مشاهده کنید.

عکس دوم انیمیشن آن را نشان می دهد تا ببینید چه اتفاقی روی می دهد.

صدا، موجی در هواست که به درون گوش فشار داده می شود، مخصوصاً روی پرده ی صماخ. وقتی مجموعه ای از این موج ها روی پرده ی صماخ فشار داده شوند، تُن صدا شنیده می شود. تعداد دفعاتی که موج در یک ثانیه به پرده ی صماخ فشار می آ ورد، فرکانس صدا نامیده می شود. فرکانس صدا را با هرتز اندازه گیری می کنند (که نماد علمی آن Hz است).

4: تن های صاف بنوازید.

اینجا لینک هایی به شما معرفی می شود که در آن ها شما می توانید تن صاف صدا(یا تنها یک موج) را بشنوید. ما فایل هایmp3 ساخته ایم که در آن ها تن های صاف صدا را گذاشته ایم. وقتی دارید به یک تن گوش می دهید، به خاطر داشته باشید، بلندگوی کامپیوتر شما دارد مولکول های هوا را که نزدیک بلندگو است، هل می دهد. این مولکول ها هم، مولکول های بعدی نزدیک خود را هل می دهند و همین طور ادامه پیدا می کند تا هوای پرده ی صماخ شما هم فشار داده می شود، حالا شما صدا را می شنوید.

5: صداهای ترکیبی

ثابت شده که هوا این قابلیت را دارد که نه تنها از یک موج (تن صاف)، بلکه موج های بی شماری را در یک لحظه عبور دهد. یعنی تن های صاف مختلفی می توانند با هم ترکیب شوند و همزمان با جریان هوا فرستاده شوند. موسیقی، صحبت و صدای اضافی (نویز) به این ترتیب ایجاد می شود.

در اینجا دو لینک که در هر یک از آن ها دو صدای ترکیبی وجود دارد، معرفی می شود. می توانید صداها  را به طور مجزا  بشنوید؟

یک صدای 100 هرتز و یک صدای 500 هرتز هم زمان با هم پخش می شوند.

یک صدای 500 هرتز و یک صدای 1000 هرتز هم زمان با هم  پخش می شوند.

اگر روی صداهای زیر کلیک کنید، صدای آشنایی می شنوید. شرکت تلفن، از ترکیب های خاصی از تن ها استفاده می‏کند تا شما متوجه شوید که کلید تلفن تان را فشار داده اید. در واقع اگر گوشی تلفن را (قسمتی را که در آن صحبت می کنید) مقابل بلندگوی کامپیوترتان بگیرید و این صداها را پخش کنید، به تلفن کلک زده اید چون فکر می کند شما واقعاً ارقام مطابق را فشار داده اید.

صداهای 687 و 1209 هرتز 

شرکت تلفن، طوری برنامه ریزی کرده که وقتی کلید رقم 1 را فشار می دهید، ترکیبی از تن 687 هرتزی و 1209 هرتزی را بشنوید. (یادتان باشد، Hz همان هرتز است که معادل تعداد موج ها در یک ثانیه است.)

صداهای 687 و 1336 هرتز 

صداهای 687 و 1477 هرتز

جالب بود نه؟ شرط می بندم که این یکی را نمی دانستید!

مترجم: فاطمه وفایی