أنواع الموجات الصوتية
تنقسم الموجات الصوتية إلى ثلاثة أنواع رئيسية، وهي: الموجات الطولية، وموجات الضغط، والموجات الميكانيكية، وفيما يأتي شرح عن هذه الأنواع وأبرز خصائصها إضافة إلى طريقة انتقال كل منها:
موجات الصوت الطولية
الموجة الطولية هي موجة تكون فيها حركة جسيمات الوسيط موازية لاتجاه نقل الطاقة ؛ مثل الموجات الصوتية في الهواء، لأن الجسيمات التي تنقل الصوت تهتز بشكل متوازٍ مع اتجاه الموجة الصوتية.
موجات الصوت الميكانيكية
الموجة الميكانيكية هي موجة تعتمد على تذبذب المادة، مما يعني أنها تنقل الطاقة عبر وسط لتنتشر، ومن الأمثلة على الموجات الميكانيكية في الطبيعة: موجات الماء، والموجات الصوتية، والموجات الزلزالية، وموجات المياه الداخلية التي تحدث بسبب اختلافات الكثافة في الجسم المائي، كما أنّه يوجد ثلاثة أنواع من الموجات الميكانيكية، وهي:
- الموجات المستعرضة.
- الموجات الطولية.
- الموجات السطحية.
موجات الضغط
تتكون الموجة الصوتية من نمط متكرر من مناطق الضغط العالي والمنخفض والتي تتحرك عبر وسيط، وهذا ما يُشار إليه بموجات الضغط، فإذا تم استخدام كاشف للكشف عن موجة الضغط الصوتية، فسوف يكتشف تقلبات الضغط، حيث تصطدم الموجة الصوتية بجهاز الكشف، وفي لحظةٍ واحدة، يكتشف الكاشف ضغطًا مرتفعًا؛ وهذا يتوافق مع وصول الضغط إلى موقع الكاشف، ثم في اللحظة التالية، قد يكتشف الكاشف الضغط الطبيعي.
وأخيرًا، سيتم الكشف عن ضغط منخفض، يتوافق مع وصول خلخلة إلى موقع الكاشف، نتوصل إلى أن تقلبات الضغط تحدث كما يكتشفها الكاشف على فترات زمنية دورية ومنتظمة.
لماذا يعتبر الصوت موجة ميكانيكية؟
تتحرك الموجات الصوتية عبر الهواء عن طريق إزاحة جزيئات الهواء في تفاعل متسلسل، وعندما يتم إزاحة جسيم واحد من موضع توازنه فإنه يدفع الجزيئات المجاورة، مما يتسبب في إزاحتها عن توازنها، ومع استمرار الجسيمات في إزاحة بعضها البعض بالاهتزازات الميكانيكية، ينتقل الاضطراب عبر الوسط، وهذا يجعل الطاقة الصوتية موجة ميكانيكية.
أهمية الموجات الصوتية واستخداماتها
لا يمكن للبشر التواصل لفظيًا بدون الموجات الصوتية، فالحبال الصوتية في جسم الإنسان تعمل على توليد موجات صوتية تنتقل عبر الهواء إلى آذان المستمعين، وتستخدم تقنيات الاتصال الحديثة مثل أجهزة الراديو والتلفزيون نفس المفهوم الأساسي لنقل الصوت إلى أذنيك، وأيضًا يستخدم العلماء الموجات الصوتية في أجهزة السونار عندما يستكشفون المحيطات، حيث يرسل السونار موجات صوتية ترتد إلى المصدر عندما تصطدم بجسم ما، وهكذا يتمكن العلماء من استخدام هذا الصدى لتحديد حجم ومسافة الجسم الذي وصلته الموجات الصوتية.
أهمية الوسيط لانتقال الموجات الصوتية
تحتاج الموجات الصوتية إلى وسيط أو مادة لتنتقل عبرها، فلا يمكن لأحد أن يسمعك وأنت تصرخ في الفضاء ، قد يكون هذا الأمر مخيفًا، لكن تفسيره ليس مفاجئًا، فإذا كانت الموجات الصوتية عبارة عن اهتزازات في الهواء، فإن عدم وجود الهواء يعني عدم وجود اهتزازات وبالتالي لن ينتقل الصوت لعدم وجود وسيط.
