• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
انجمن ها > انجمن دانش آموزی > صفحه اول بحث
لطفا در سایت شناسائی شوید!
دانش آموزی (بازدید: 764)
سه شنبه 10/5/1391 - 6:44 -0 تشکر 486230
آموزش مبحث صوت

بسم الله الرحمن الرحیم
با سلام و آرزوی قبولی طاعات و عبادات شما عزیزان
امروز نیز یکی دیگر از مباحث پیش دانشگاهی به نام صوت را در این بحث به شما دانش آموزان آموزش می دهیم.
در ضمن می توانید تمام سوالات خود ،در زمینه صوت را در این بحث اعلام کنید تا به شما عزیزان پاسخ داده شود.
منتظر ادامه بحث باشید.
یا حق.

سه شنبه 10/5/1391 - 6:44 - 0 تشکر 486231








موج صوتی


یکی از مهم ترین موج هایی که ما با آن سر و کار داریم موج صوتی است. موج صوتی از موج های مکانیکی طولی است که توسط منبع صوتی ایجاد می شود و به صورت تراکم و انبساط در محیط اطراف منتشر می شود.



وقتی یک شاخه ی دیاپازون را مرتعش می کنیم، لایه ی هوای مجاور شاخه دیاپازون متراکم شده و چگالی و فشار آن نسبت به حالت تعادل افزایش می یابد. به این ترتیب یک تپ تراکمی (پرفشار) ایجاد شده در هوا منتشر می شود. هنگامی که شاخه دیاپازون برمی گردد، لایه ی هوای مجاور آن منبسط می شود و چگالی و فشار آن نسبت به حالت تعادل کاهش می یابد. به این ترتیب یک تپ انبساطی (کم فشار) ایجاد شده و در هوا منتشر می شود. بنابراین هنگامی که دیاپازون مرتعش می شود تپ های متوالی تراکمی و انبساطی در هوا منتشر می کند.


نمودار تغییرات فشار (چگالی ) به حسب فاصله در یک لحظه از زمان به صورت زیر خواهد بود.



نمودار


در انتشار صوت ذره های هوا منتقل نمی شوند بلکه حول نقطه ی تعادل خود نوسان می کنند. چون در انتشار صوت ذره های هوا در راستای انتشار نوسان می کنند. این موج طولی هستند.



هر جسم مرتعش در هوا، خود یک چشمه ی تولید موج های صوتی است.


هنگامی که یک چشمه ی صوت مرتعش می شود، صوت ایجاد شده در تمام جهت ها منتشر می شود. جبهه های موج های صوتی به صورت سطح های کروی هستند که چشمه ی صوت در مرکز آنها قرار دارد.



سه شنبه 10/5/1391 - 6:45 - 0 تشکر 486232

سرعت صوت:

موج صوتی برای منتشرشدن به محیط مادی نیاز دارد. سرعت صوت به ویژگی های فیزیکی محیطی که صوت در آن منتشر می شود بستگی دارد. هر چه ماده متراکم تر باشد، سرعت انتشار صوت در آن بیشتر است، زیرا در ماده ی متراکم مولکول ها به یکدیگر نزدیکترند و تپ ایجاد شده سریعتر منتقل می شود. پس سرعت انتشار صوت در جامدها بیشتر از مایع هاَ، و در مایع ها بیشتراز گازها می باشد.


سرعت انتشار صوت در گازها از رابطه ی زیر بدست می آید:



که در آن T دمای گاز بر حسب کلوین، R ثابت عمومی گازها، M جرم مولکولی گاز، V سرعت بر حسب متر بر ثانیه و ضریب اتمیسیته گاز است.



ضریب اتمیسیته گاز به صورت نسبت ظرفیت گرمایی مولی گاز در فشار ثابت (CMp) به ظرفیت گرمایی مولی آن در حجم ثابت (CMv) تعریف می شود.


سه شنبه 10/5/1391 - 6:47 - 0 تشکر 486234

لوله های صوتی


لوله های صوتی لوله هایی هستند که می توان به وسیله آنها ایجاد موج های ایستاده را در ستون هوای داخل لوله مورد بررسی قرار داد. هنگامی که در دهانه ی لوله صوتی، هوا می دمیم، در هوای داخل آن موج صوتی منتشر می شود. این موج از دو انتهای لوله بازتابیده می شود و از برهم نهی موج های فردی و بازتابیده، موج ایستاده تشکیل می شود. اگر انتهای لوله بسته باشد، انتهای آن گره ایجاد می شود . اگر انتهای لوله باز باشد و قطر لوله در مقایسه با طول موج صوت کوچک باشد در این انتها شکم تشکیل می شود.

سه شنبه 10/5/1391 - 6:48 - 0 تشکر 486235

لوله یک انتها باز



در این صورت هرگاه موج صوتی به صورت ایستاده در این لوله تشکیل شود در انتهای باز شکم و در انتهای بسته گره تشکیل می شود. تعداد گره ها و شکم ها برابر است در ساده ترین حالت یک گره و یک شکم در داخل لوله تشکیل می شود. د راین حالت موج ایستاده کوچکترین بسامد را دارد و طول موج آن 4 برابر طول موج لوله ی صوتی است و به این موج ایستاده «صوت اصلی» می گویند.


 مضرب های درست این صوت را «هماهنگ های صوت اصلی» می گویند.


 بسامد این صوت برابر است با :


 ملاحظه می کنید که در لوله ای که یک انتهای آن بسته است فقط هماهنگ های فرد صوت اصلی ایجاد می شود.


سه شنبه 10/5/1391 - 6:48 - 0 تشکر 486236

لوله هر دو انتها باز



در این صوت هر گاه موج صوتی به صورت موج ایستاده در این لوله تشکیل شود در هر دو انتها شکم تشکیل می شود. تعداد شکم ها یکی بیشتر از گره ها است. در ساده ترین حالت دو شکم و یک گره در داخل لوله تشکیل می شود. در این حالت موج ایستاده کوچک ترین بسامد را دارد و طول موج آن 2 برابر طول لوله ی صوتی است و به آن صوت اصلی می گویند.



هماهنگ های دیگر این صوت با تعداد گره های بیشتر تشکیل می شوند.(2 گره ، 3 گره، ... 8 گره)



 و بسامد این صوت برابر است با :



ملاحظه می کنید که در لوله ای که هردو انتهای آن باز است تمام هماهنگ های صوت اصلی ایجاد می شود.


با دمیدن در دهانه لوله ی صوتی نمی توان به راحتی موج ایستاده ایجاد کرد. روش مناسب و مؤثر برای ایجاد موج ایستاده ، استفاده از پدیده ی تشدید است. کافیست یک دیاپازن را در نزدیکی دهانه ی لوله ی صوتی به نوسان درآوریم. اگر بسامد نوسان درآوریم. اگر بسامد نوسان این دیاپازن با هر یک از بسامدهای طبیعی لوله ی صوتی برابر باشد، تشدید رخ خواهد داد و موج ایستاده با بسامد مورد نظر در لوله ی صوتی ایجاد می شود.


سه شنبه 10/5/1391 - 6:49 - 0 تشکر 486237

شدت صوت



چشمه صوتی S را در نظر بگیرید که موج های صوتی را در فضا منتشر می کند. فرض کنید انرژی E در زمان t به سطح A که عمود بر راستای انتشار صورت است برسد. شدت صوت عبارت است از مقدار انرژی ای که در واحد زمان به واحد سطح عمود بر راستای انتشار می رسد. شدت صورت را با I  نشان می دهیم و یکای آن در SI وات بر متر مربع (M2 / W) است.





شدت صوت روی کره ای به شعاع r چقدر است؟



پس شدت صوت به مجذور فاصله از چشمه ی صوت نسبت وارون دارد. یعنی با دور شدن از چشمه ی صوت، شدت صوت کاهش می یابد.


حال دو سطح کروی به شعاع های r1 و r2 را در نظر بگیرید. انرژی که در واحد زمان به سطح این دو کره می رسد یکسان است.





پس می توان نوشت :



سه شنبه 10/5/1391 - 6:49 - 0 تشکر 486238

تراز شدت صوت



هر چقدر انرژی صوت بیشتر باشد. گوش انسان  انرژی بیشتری دریافت می کند و صدا بلندتر شنیده می شود. اما بلندی صوت با شدت آن نسبت مستقیم ندارد و به صورت یک رابطه ی لگاریتمی بیان می شود. «تراز شدت صوت» درک انسان را از بلندی صوت بیان می کند. تراز شدت یک صوت عبارت است از لگاریتم (در پایه ده) نسبت شدت آن صوت به شدت صوت مبناء شدت صوت را با  نشان می دهند و یکای آن بل می باشد.




( ) شدت صوت مبنا است که برابر با آستانه ی شنوایی گوش سالم در بسامد 1000 هرتز ( ) می باشد.



سه شنبه 10/5/1391 - 6:50 - 0 تشکر 486239

پدیده دوپلر



حرکت منبع و ناظر نسبت به یکدیگر بر بسامد اثر می گذارد. هنگامی که ناظر به منبع نزدیک می شود. در هر ثانیه با جبهه موج بیشتری نسبت به جبهه هایی که چشمه تولید می کند مواجه می شود. در این صورت ناظر صدا را  با بسامد بیشتری می شنود. هنگامی که ناظر از منبع دور می شود، در هر ثانیه با جبهه موج کمتری نسبت به جبهه هایی که چشمه تولید می کند مواجه می شود در نتیجه ناظر صدا را با بسامد کمتری می شنود.


تغییر بسامدی که برای ناظر به علت حرکت چشمه و ناظر نسبت به هم ایجاد می شود اثر دوپلر نام دارد.


اثر دوپلر را می توان با رابطه ی زیر بیان کرد:



بسامد صوتی است که ناظر می شنود بر حسب هرتز(Hz  سرعت انتشار صوت بر حسب m/s 6  سرعت ناظر بر حسب M/s،  سرعت چشمه صوت بر حسب M/s و بسامد چشمه ی صوت بر حسب هرتز (Hz) است.


در این رابطه v یعنی سرعت صوت به طرف ناظر را مثبت فرض می کنیم. علامت  و در مقایسه با v مشخص می شود. اگر یا با v هم جهت باشند مثبت و در غیر این صورت منفی خواهند بود.


برو به انجمن
فعالترین ها در هفته گذشته
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.