عن ”الصوت“، ومايك أم كلثوم اللي اتشرخ من قوته!

كتبت: مها طه

”انت عمرى .. انت عمرى اللى ابتدى بنورك صباحه“ عن الجمال والقوة فى صوت أم كلثوم، وهى بتغنى و المايك بعيد عنها بمسافة كبيرة, وأول ما تسأل تلاقى بابا أو ماما يقولولك ”أم كلثوم من قوة صوتها كان المايك بيتشرخ“! لكن هل فعلا ممكن الصوت يكون قوى للدرجة دى، ولا ده أي حمادة وخلاص؟ إحنا أصلا إزاى بنسمع الصوت؟

لازم الاول نعرف ايه هو الصوت؟

الصوت عبارة عن موجات متحركة تنتقل من مكان لآخر نتيجة اهتزاز جسم ما, عشان تنتقل موجات الصوت من مكان لآخر لازم وجود وسط تنتقل خلاله سواء غاز أو سائل أو صلب, علماء الفيزياء بيصنفوا الصوت على إنه موجات ضغط بتضغط الجزيئات القريبة منها واللى بدورها بتبدأ تنقل الضغط ده بالتتابع للجزيئات الأبعد, الصوت بينتقل خلال السوائل والغازات بشكل موجات طولية, أما فى المواد الصلبة على شكل موجات مستعرضة.

إيه الفرق بين الموجات الطولية والموجات المستعرضة؟

_ الموجات الطوليه بتبقى عباره عن تضاغطات وتخلخلات (يعنى أماكن بتقرب فيها جزيئات الوسط من بعضها وأماكن بتبعد فيها عن بعضها), الضغط فى الموجات الطولية بيتنقل فى اتجاه واحد مستقيم بيؤدى لوجود مناطق من التضاغط والتخلخل بتتبادل مع بعضها.

_ الموجات المستعرضه بتبقى عبارة عن قمم و قيعان (شبه موج البحر) نتيجة الضغط فى اتجاه عمودى على جزيئات الوسط فتبتدى تنتقل بشكل قمة ثم قاع بالتبادل مع بعضها.

عشان تفهم أكتر عن الصوت لازم تفهم خصائصه، وهى :

1 – الطول الموجى: هو طول الموجة الصوتيةأيالمسافة بين كل تضاغطين متتاليين أو كل قمتين متتاليتين.

2 – التردد: معدل تكرار حركة الموجات بشكل دورى مثلا قمة ثم قاع ثم قمة وهكذا، وبيقاس بوحدة تسمى ”هرتز“.

3 – السرعه: بتختلف سرعة الصوت على حسب الوسط اللى بينتقل خلاله، وعلى أساسه بيتم حساب سرعة الصوت :السرعه = الترددxالطول الموجى.

سرعة الصوت فى الهواء تقريبا = 344 متر/ ثانية، فى حين إنها فى الميه العذبه = 1482 متر/ ثانية، أما فى المواد الصلبة = 5960 متر/ ثانيه. ومن هنا ممكن نفهم إنه كل ما كانت المسافة بين جزيئات الوسط أصغر كل ما كانت سرعة الصوت خلاله أكبر.

4 – المدى أو السعة: بما إن الصوت موجات ضغط فمدى الصوت يُقاس بمقارنة مناطق التضاغط بمناطق التخلخل

إزاى بنسمع الصوت؟

زى ما قلنا موجات الصوت بتنتج دايما عن اهتزاز جسم ما، فمثلا لما بتتكلم مع أي حد بتبدأ الأحبال الصوتية فى حنجرتك تهتز، وتُصدر موجات تنتقل فى الهواء لحد ما توصل للشخص ده، و تبدأ الأذن فى تجميع الموجات دى، وتوصيلها لمركز السمع فى المخ اللى بيترجم الموجات دى لشكل صوت.

لكل الكائنات مدى ترددات معين يتم سماع الصوت خلاله, الإنسان مثلا تتراوح الترددات عنده بين 20:20000 هرتز، بيقل المدى ده بتقدم العمر (كل ما تكبر كل ما السمع يضعف ), أما مثلًا الكلاب فيمكنها سماع ترددات أعلى من 20000 هرتز، ولا تستطيع سماع أقل من 40 هرتز.

كل اللي حوالينا له صوت فمثلًا اصطدام جزيئات الهواء ببعض لها صوت, النار والمطر والرياح وأمواج البحر لها أصوات، وكل الكائنات على سطح الأرض تُصدر أصوات،لكن عدم قدرتنا على سماعها يرجع لفكرة إن ترددها أعلى أو أقل من المدى السمعى لينا كبشر.

موجات الصوت بتنقسم لنوعين:

1- الموجات فوق الصوتية: هى موجات ترددها أعلى من 20 ألف هرتز،  زي اللى بيصدرها بعض أنواع الخفافيش المعتمدة على الموجات دي كمساعد للرؤيةعن طريق إرسال موجات فوق صوتية، وبمجرد اعتراض طريقها بأى عائق بتنعكس مرة أخرى للخفاش، فيقدر من خلالها يحدد أماكن العوائق أو احتمالية وجود فرائس.

استطاع العلماء الاستفادة من الموجات فوق الصوتية فى مجالات متعددة: مثلًا فى تصنيع الغواصات تم الاستفادة من طريقة تحديد الخفاش للمسافات.

تسمى التقنية المعتمدة على انتشار الصوت لتحديد المواقع والأماكن باسم ”السونار“ و تستخدم لقياس الأعماق, والكشف عن أماكن التجمعات السمكية بالإضافة لاستخدامها فى المجالات الطبية لتصوير الأعضاء الداخلية والأجنة.

بالإضافة لاستخدام الموجات الفوق صوتية فى عمل الأشعة فوق الصوتية بعمل مسح صوتي على الأعضاء، والخروج بصور يمكن استخدامها فى التشخيص.

2- الموجات تحت الصوتية:  هى موجات ترددها أقل من 20 هرتز، عندك مثلا أصوات الزلازل، والبراكين، أصوات الانهيارات الثلجية،بالإضافة لبعض الحيوانات زى الفيلة والحيتان.

أما عن مكبرات الصوت

فهى أجهزة إلكترونية بتعمل على زيادة قوة الصوت عن طريق زيادة مدى الصوت أو سعته، وبالتالى زيادة ضغطه، فينتقل لمسافات أطول وبقوة أكبر لأن الصوت كأيموجة تحتوى على طاقة تُستهلك بالانتقال من مكان لآخر.

وعشان كدة لو بتكلم حد وإنت في الدقي مثلًا، مستحيل يسمعك وهو وفي شبرا. ونتيجة أن الصوت ومهما كانت قوته لا يمكن يحافظ على طاقته لمسافات طويلة بالشكل ده, كان أحد أسباب شهرة بعض المطربين فى زمن ما قبل الميكروفونات زى أم كلثوم ومنيرة المهدية، إنهم كانوا يقدروا يغنوا فى حفلات يحضرها المئات ويمكن الآلاف من الأشخاص دون الحاجة لميكروفون.

المصادر:  pages  acs  school books.google  physics