بعض التعريفات الها
بعض
التعريفات الهامة الخاصة بالصوت
التردد Frequency :
يعبر عن عدد الاهتزازات الخاصة بمنحنى موجى كامل يشمل القمة والقاع ، والذى يحدث خلال ثانية واحدة ، ويقدر بـــ C/ S ، وهى اختصار Cycle / second ، وقد يطلق عليه هيرتز Hertz وتختصر Hz ( 10 ) . كما يلزم التفريق بين التردد ، ودرجة الصوت . حيث تتوقف درجة الصوت على مقدار تردد المصدر ، ويرتبط كلاهما ارتباطاً طردياً ( 22 ، 13 ) بالإضافة إلى ما سبق فإنه يلزم التعرف على نوعية الصوت فى حالة تساوى التردد للعديد من المصادر مع اختلاف نغمة أى منها .
طول الموجة الكامل :
هى المسافة التى تقطعها الجزئيات المهتزة لتمر بنقطة أو موضع ما فى مسارها ، وفى نفس الاتجاه مرتين متتاليتين ( 22 ) .
انعكاس الموجة الصوتية :
بسقوط الموجة الصوتية على سطح صلب ، فإنها تنعكس منه على شكل موجة تضاغط ، وتتباين شروط حدوث هذا الانعكاس ، كما تخضع الموجات الصوتية لنفس قوانين الانعكاس الضوئية ( 22 )
فعندما تصدر اهتزازات صوتية ذات تردد معين ولفترة زمنية محددة ينعكس جزء من هذه الموجات بعد سقوطها على جدران وأرضية وسقف صالة أو حجرة ، أما الجزء الثانى فيمتص .
فإذا انبعث صوت فى حجرة مغلقة ، فإن الطاقة الصوتية التى تصطدم بالجدران يمكن أن تمتص أو تنفذ او تنعكس . فإذا كانت الجدران من الطوب المغطى بالجبس فإن الغالبية العظمى من الطاقة سوف تنعكس ، بينما يمتص أو ينفذ جزء يسير منها ، فى حين أن الستائر الثقيلة يمكن أن تعمل على نفاذ نصف الطاقة الساقطة عليها ، وتمتص ثلثها ، وتعكس جزء ضئيل جداً منها ( 23 )
وباقتراض انعدام امتصاص الصوت ( وهو ما يستحيل علمياً ) فإن الصوت يستمر إلى الأبد ، وهذا الاستمرار فى الصوت داخل المكان نتيجة الانعكاسات المتكررة أو المستمرة على سطح الجدران يسمى الترداد أو الترجيع Reverberation ( 22 ) .
الترداد :
يعرف الترداد بأنه امتداد الصوت الأصلى نتيجة لانعكاس الموجات الصوتية على الأسطح المحيطة والذى يحدث بصورة واضحة ( 13 ) . وفى حالة استمرار المصدر الصوتى فى إصدار الموجات الصوتية داخل حيز مغلق ، فإن شدته لا تصبح نهاية عظمى بسبب قدرة الأسطح المحيطة على امتصاص هذه الموجات . والذى تتوقف عليه درجة الترداد ( 23 ) .
زمن الترداد :
زمن الترداد هو الزمن الذى تقل فيه شدة الصوت بمقدار 60 ديسيبل ، وهذا الزمن يتوقف على حجم المكان ، ومقدار الامتصاص ، وكذلك تردد الصوت ، بالإضافة إلى نوع الصوت ( 22 ) . وعلى ذلك فإنه عند تصميم الصالات او الحجرات ، يجب مراعاة حساب الامتصاص الكلى للصوت ، وضبطه بحيث يصبح زمن الترداد أو الترجيع اقرب ما يكون من قيمته المحسوبة لهذا الحجم ( حجم الصالة أو الحجرة ) .
ولقد تمكن العالم الأمريكي سابين ( W. Sabine ) من تحديد قيمة زمن الترداد (tr ) ،
الترديد والصدى Reverberation :
الترديد أو الترجيع هو التأثير الذى تحدثه الموجات الصوتية المنتشرة والمنعكسة داخل الغرفة . وبهذه الكيفية ، فهو يختلف عن رجع الصدى Echo ، حيث أنه حزمة مجمعة من أصداء متباينة.
ويحدث الصدى Echo نتيجة لانعكاس الهواء المتموج عند اصطدامه بحاجز عال ( كجبل أو حائط ) ، ويعتمد الإحساس بالصدى على المسافة الفاصلة بين المصدر الصوتى وجهة الانعكاس ، ويرتبط الصدى بكل منهما ارتباطاً طردياً .
انكسار الموجات الصوتية :
تعتبر الكثافة أهم العوامل المؤثرة على إنكسار الموجات الصوتية ، حيث يحدث نتيجة لانتقال الموجات الصوتية بين وسطين مختلفى الكثافة ، فتنكسر هذه الموجات عند السطح الفاصل بينهما ، وذلك نتيجة لاختلاف سرعة الانتشار تحت تأثير الكثافة.
امتصاص الصوت Sound absorption :
يتبع الصوت الظواهر الطبيعية الأخرى فى إمكانية امتصاص طاقته وتلعب طبيعة الجسم الممتص دوراً هاماً فى معامل امتصاص هذه الطاقة
1 ـ المواد المسامية Porous materials :
تعتبر من أفضل المواد من حيث قدرتها على امتصاص الموجات الصوتية ، وذلك بسبب وجود الفراغات الهوائية ، وتشمل الألواح الليفية Fibre boards ، والصوف الصخرى Rock wool ، وطبقات العزل المتعددة ( بطانيات العزل Insulation Blankets ) ، وغيرها ويعتمد امتصاص الصوت بهذه النوعيات على تحويل الطاقة الصوتية إلى حرارة ، ويكون الامتصاص كبيراً عند الترددات العالية ، وذلك إذا ما قورنت بإمتصاصها للأصوات ذات الترددات المنخفضة ، كما يلعب سمك المواد المسامية دوراً فعالاً فى قدرتها على الامتصاص ، حيث يزداد معامل الامتصاص مع زيادة السمك ، وتتباين المواد المسامية المستخدمة فى امتصاص الصوت ارتباطاً بطرق تصنيعها ، وهى : ـ
1 ـ مواد سابقة الصنع على شكل بلاطات prefabricated tiles .
2 ـ مواد مذابة لتغطية الأسطح بها عن طريق الرش . Spray on materials
3 ـ بطانيات صوتية ( صوف زجاجى ) . Acoustic blankets
4 ـ مواد على شكل أشرطة لاصقة . plasters
2 ـ المواد الغشائية Membrain :
تتميز الألواح الغشائية بإرتفاع معامل الامتصاص بها وذلك فى مدى الترددات المنخفضة
( 50 ـ 500 هيرتز ) .
شدة الصوت :
تعبر عن كمية الطاقة المرسلة عبر الهواء ، والتى يمكن قياسها عند نقطة معينة كطبلة الأذن او ميكروفون يقع داخل نطاق الصوت. وتتوقف شدة الصوت على طاقة المصدر المهتز أو الموجة المنتقلة إلى الأذن ، أو بمعنى أخر تتوقف على سعة الاهتزاز. كما تتناسب شدة الصوت طردياً مع مربع التردد ، وقد وجد علمياً أن الأذن تبدأ فى التأثر بالصوت عندما تكون سعة الاهتزازة 8.1 × 10 – 8 سم. كما تتناسب شدة الصوت عكسياً مع مربع البعد عن المصدر ، وهو ما أثبته قانون التربيع العكسى.
ويمكن تحديد شدة الصوت بوحدة قياس المعروفة بــ ( الديسيبل ) ، كما يلزم تقدير تردد الصوت بالهيرتز ، حيث تزداد خطورته كلما قل التردد.
والديسيبل ( Decibel ) هو نظام لوغاريتمى للتعبير عن معدلات القدرة الصوتية . وتنقسم شدة الصوت إلى مستويات مختلفة يوضحها الجدول الآتى .
جدول ( 1ـ2 )
يوضح مستويات شدة الصوت
|
مصدر الصوت |
التردد بالهيرتز |
شدة الصوت بالديسيبل |
نوع الصوت ومدى خطورته |
|
. خفيف أوراق الشجر فى الليالى الساكنة ـ استديوهات الإذاعة |
5000 |
10 |
خافت جداً |
|
. الهمس فى الأذن ـ حجرات النوم |
4800 |
20 |
خافت |
|
. محادثة عادية ـ منزل هادئ ـ الأحياء الهادئة |
2400 |
30 ـ 40 |
هادئ |
|
. مكاتب العمل المزدحمة ـ الشوراع والميادين المزدحمة |
1200 ـ 2004 |
40 ـ60 |
متوسط الشدة |
|
. الأدوات الكهربائية المنزلية |
600 ـ 1200 |
70 ـ 80 |
عال |
|
. آلات التنبيه السيارات ـ مكبرات الصوت ـ حركة مواصلات كثيفة ـ محطة رئيسية لوسائل النقل |
150 ـ 300
|
90
|
ضوضاء يبدأ عندها الخطر ضوضاء خطرة |
|
. آله تنبيه عالية بالسيارة ـ مثقاب يعمل بالضغط الهوائى ـ حفار الطرق ـ قطار سريع ـ موسيقى صاخبة ( ديسكو ) |
37.5 ـ 150 |
100 |
|
|
. محطة سكة حديد رئيسية بها أكثر من خط ـ انطلاق طائرة ـ صوت مدفع عن قرب |
37.5 |
100 ـ 160 |
ضوضاء شديدة الخطورة |
|
. انطلاق صاروخ ـ انفجار قنبلة عن قرب |
20 |
200 |
ضوضاء شديدة الخطورة جداً |
الرنين Resonance :
يعتبر الرنين أحد المفاهيم الأساسية فى علم الصوتيات ، ويظهر عند تشابه تردد الجسم المتأثر بالصوت مع تردد الذبذبة الصوتية ، فيبدأ الجسم المتأثر بالصوت فى الرنين . وبديهى أن يقل الرنين كلما ازداد الفرق بين تردد الجسمين المؤثر والمتأثر( 13 ) .
