تعريف الصوت

تعريف الصوت

تعريف الصوت لغة

ما هي الترددات الصوتية التي يستطيع الإنسان سماعها؟

الصوت acoust: جمعه أصوات، وهو الأثر السمعي الذي تحدثه تموجات ناشئة عن اهتزاز جسم ما، حيث إنه ذبذبات تنتقل عبر وسط مرن أو سائل أو صلب أو غازيّ بترددات تمتد من 20 إلى 2000 هيرتز تقريبًا، وهو مجال يمكن الأذن البشريّة من سماع هذه الأمواج الصوتيّة.[١]


يعرف الصوت لغةً بأنه الأثر السمعي الذي تحدثه تموجات ناشئة عن اهتزاز جسمٍ ما.


تعريف الصوت اصطلاحًا

عن ماذا ينشأ الصوت؟

يعرّف الصوت على أنه موجات ضغط يتم إنشاؤها بواسطة جسم مهتز، بحيث تنتقل هذه الاهتزازات في الوسط المحيط (الهواء) في حركة اهتزازية، وبالتالي تنتقل الطاقة من خلال هذا الوسط.[٢]


ويمكن تعريف الصوت أيضًا على أنه ما تدركه الأذن، أو على أنه اضطراب ميكانيكي في حالة التوازن والذي ينتشر عبر وسط مادة مرنة، إذ ينتشر الصوت عبر الهواء أو غيره من الوسائط كموجة طولية، حيث يحدث الاهتزاز الميكانيكي الذي يشكل الموجة على طول اتجاه انتشار الموجة.[٣]


يمكن أن يختلف تعريف الصوت اصطلاحًا، إذ إنه موجات ضغط تنشأ عن جسم مهتز، وهو ما تدركه الأذن، كما يمكن تعريفه على أنه اضطراب ميكانيكي ينتقل عبر الأوساط المرنة.


محطات تاريخية في اكتشاف الصوت

من مكتشف سرعة الصوت؟ وما قيمة هذه السرعة؟


مر تاريخ الصوت بعصور مختلفة حيث أضاف كل عالم تجاربه وفرضياته ونتائجه على الصوت، ليستفيد منها من بعده، ويعدل عليها، حتى وصلوا إلى الحد الذي تراكمت فيه علوم الصوت بشكل واضح ليتم الحصول على النتائج الحالية في العصر الحاضر.


فيثاغورس

كان فيثاغورس يعتقد أن الأرقام هي المرشد لتفسير كل شيء حتى الموسيقى، وأن جميع الأجسام تصدر اهتزازات بناءً على مدارها والمسافة بينها وبين بعضها البعض، مما أدى إلى تجاربه على الوتر، فالوتر الذي يبلغ طوله نصف طول الوتر الآخر بالضبط سيصدر نغمة عند ضربه أو سحبه أعلى بمقدار مقام Octave، وأن قسم الوتر إلى ثلاثة أثلاث سيرفع طبقة الصوت مقام وخمس، وإلى أربعة أرباع سينطلق الصوت أعلى فأعلى، ويُعرف هذا المفهوم بالمتسلسلة التوافقية وهي سمة من سمات الفيزياء تؤثر على الموجات والترددات.[٤]


ساعدت هذه النسب الرياضية التي اكتشفها في تحديد كل أنظمة الصوت عبر التاريخ، أي أن الآلات الحديثة التي تستخدم حاليًا قائمة على الرياضيات التي اكتشفها فيثاغورس منذ 2500 عام تقريبًا.[٤]


فيتروفيوس

فيتروفيوس هو مهندس معماري روماني من القرن الأول قبل الميلاد، قام بتحديد الآلية الصحيحة لانتقال الموجات الصوتية، وساهم بشكل كبير في التصميم الصوتي للمسارح[٥]، حيث افترض أن الأصوات تشبه أمواج المحيط، فكتب:[٦]


"كما في حالة الأمواج الناشئة في الماء، كذلك الحال بالنسبة للصوت، وأضاف بأن "الموجة الأولى، عندما لا يكون هناك عائق يقطعها، فلا تكسر الموجة الثانية أو التابعة، لكنها تصل جميعها إلى آذان المتفرجين بدون صدى".[٦]


جاليليو جاليلي

إن الدراسة الحديثة للموجات والصوتيات نشأت مع جاليليو جاليلي (1564م-1642م)، الذي ارتقى بمستوى العلم إلى مرحلة أخرى عن طريق دراسة الاهتزازات والعلاقة بين درجة الصوت وتردد مصدر الصوت، حيث كان اهتمامه بالصوت مستوحى جزئيًا من والده، الذي كان عالم رياضيات وموسيقيًا وملحنًا مشهور.[٥]


مارين ميرسين

في عام 1640م أجرى عالم الرياضيات الفرنسي مارين ميرسين التجارب الأولى لتحديد سرعة الصوت في الهواء، حيث يُنسب إلى ميرسين أيضًا اكتشاف القانونين الثاني والثالث للأوتار.[٧]


روبرت هوك

في وقت لاحق من القرن 1636م، أنتج عالم الفيزياء الإنجليزي روبرت هوك لأول مرة موجة صوتية ذات تردد معروف، باستخدام عجلة مسننة دوارة كجهاز قياس.[٥]


جوزيف سوفور

في أواخر القرن السابع عشر وأوائل القرن الثامن عشر، أجرى الفيزيائي الفرنسي جوزيف سوفور دراسات تفصيلية للعلاقة بين التردد والنبرة والموجات في الأوتار الممتدة ، حيث قدم إرثًا من المصطلحات الصوتية المستخدمة حتى يومنا هذا، وهو أول من اقترح اسم علم الصوتيات لدراسة الصوت.[٥]


أثناسيوس كيرشر

قام العالم الألماني أثناسيوس كيرشر بتجربة وضع جرس داخل الفراغ، فحتى بعد ضخ الهواء خارج الجرة كان لا يزال بإمكانه سماع صوت الجرس، مما أدى إلى استنتاجه الخاطئ بأن الهواء ليس مطلوبًا لنقل الصوت، لكن في الواقع لم تكن جرة كيرشر خالية تمامًا من الهواء، ربما بسبب ضعف مضخة التفريغ الخاصة به.[٥]


روبرت بويل

في عام 1660م، أوضح العالم البريطاني روبرت بويل أن انتقال الصوت يتطلب وسيطًا من خلال إظهار أنه لا يمكن سماع رنين جرس في جرة تم تفريغ الهواء منها[٧]، وذلك عن طريق ضبط رنين منبه، ووضعه داخل وعاء زجاجي، فبينما كانت الساعة لا تزال ترن، قام بامتصاص كل الهواء بمضخة، مع اختفاء الهواء تدريجيًا، تلاشى الصوت لأنه لم يتبق شيء في الجرة لينتقل الصوت من خلاله.[٨]


جيوفاني ألفونسو بوريلي وفينشنزو فيفياني

قام العالمان الفيزيائيان جيوفاني ألفونسو بوريلي وفينسينزو فيفياني بقياس سرعة الصوت في الهواء في عام 1650م، فكانت نتيجة تجاربهم أنهما حصلا على قيمة تبلغ 350 مترًا في الثانية كسرعة للصوت.[٥]


جي إل بيانكوني

أظهر جي إل بيانكوني في عام 1740م، أن سرعة الصوت في الهواء تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة، فكان هو أول من قام بتجربة دقيقة لحساب سرعة الصوت، فكانت النتائج بأن سرعة الصوت هي 332 متر في الثانية، وقد قام بإجراء تلك التجارب في أكاديمية العلوم في باريس عام 1738م، وتعد هذه القيمة قريبة جدًا من القيمة المعتمدة في الوقت الحاضر والتي تساوي 331.45 متر في الثانية مما يدل على صحة تجربته.[٩]


بدأ تاريخ اكتشاف الصوت بدراسة اهتزازات الوتر والموجات والترددات، وتوالت الفترات الزمنية ليقوم عدد كبير من العلماء بدراسة الصوت واكتشاف علومه وخصائصه ووسائط انتقاله وقيمة سرعته.

لمعرفة كيفية انتقال الصوت يمكنك الاطلاع على المقال الآتي: كيف ينتقل الصوت.

المراجع[+]

  1. "تعريف و معنى صوت في معجم المعاني الجامع معجم عربي عربي"، المعاني، اطّلع عليه بتاريخ 2020-12-02. بتصرّف.
  2. "What Is Sound?", toronto, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  3. "Sound", britannica, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  4. ^ أ ب "Timeline 002: Pythagoras And The Connection Between Music And Math", vpr, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  5. ^ أ ب ت ث ج ح "Early Experimentation", britannica, Retrieved 2020-12-03. Edited.
  6. ^ أ ب "Where Do New Ideas Come From?", nationalgeographic, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  7. ^ أ ب "Sound", howstuffworks, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  8. "Sound", explainthatstuff, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  9. "G. L. Bianconi", britannica, Retrieved 2020-12-02. Edited.