الصوت – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني -الوحدة الرابعة عشرة
فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
الوحدة الرابعة عشرة: الصوت – شرح شامل ومبسط
تُعد وحدة الصوت من الوحدات المهمة في منهج الفيزياء للصف العاشر، حيث تركز على فهم كيفية إنتاج الأصوات وانتقالها وخصائصها، مع ربطها بتجارب الحياة اليومية. إليك ملخصًا مبسطًا وشاملاً للدرس.
كيف تصدر الآلات الموسيقية الأصوات؟
تصدر الآلات الموسيقية أصواتًا بطرق مختلفة، ويمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات رئيسية:
1. الآلات الوترية:
- تعتمد على الأوتار التي تُشد وتُطرق لجعلها تهتز.
- تنتقل الاهتزازات إلى جسم الآلة ومنها إلى الهواء، مما يُحدث الصوت.
- مثال: العود، الكمان، الجيتار.
2. آلات النفخ:
- تعتمد على نفخ الهواء عبر أنبوب (مستقيم أو منحني).
- يكون صوت الآلة مرتبطًا بحجم الأنبوب وفتحات التهوية.
- مثال: الناي، المزمار، الترومبيت.
3. الآلات الإيقاعية:
- تنتج الصوت من خلال الطرق على سطح الآلة مباشرة.
- مثال: الطبل، الدف، الطار.
كيف ينتقل الصوت؟
- الصوت ينتقل على شكل اهتزازات ميكانيكية خلال المادة (الهواء، الماء، المواد الصلبة).
- تتحرك الجزيئات لتحدث موجات تضاغط وتخلخل.
- يصل الصوت إلى الأذن ثم تتحول الاهتزازات إلى إشارات كهربائية تُترجم في الدماغ.
كيف يعمل الميكروفون؟
الميكروفون يحول الصوت إلى تيار كهربائي متغير، عن طريق التقاط الاهتزازات وتحويلها إلى إشارات كهربائية.
سرعة الصوت:
- تعتمد سرعة الصوت على نوع الوسط:
- في الهواء عند درجة حرارة 15° م: 340 م/ث.
- تُعادل تقريبًا: 1224 كم/س.
لماذا تختلف سرعة الصوت في الأوساط المختلفة؟
لأن سرعة الصوت تتأثر بعدة عوامل:
- درجة الحرارة
- الضغط
- الرطوبة
- نوع الوسط (كثافة المادة)
انعكاس الصوت:
- يحدث انعكاس للصوت عندما يصطدم بسطح صلب، فيرتد باتجاه المصدر.
- مثال: سماع الصوت بعد ارتداده من جدار أو منحدر جبلي.
صدى الصوت:
- هو انعكاس الصوت عدة مرات عند مقابلة العديد من الأسطح العاكسة.
- يحدث غالباً في الأماكن الواسعة أو الجبال أو القاعات الفارغة.
في هذا الجزء من الوحدة، نتعرف على كيفية قياس سرعة الصوت، والعوامل المؤثرة على حدته، والفروقات بين الأصوات المختلفة من حيث التردد والشدة.
كيف يتم قياس سرعة الصوت؟
يتم قياس سرعة الصوت من خلال حساب الفترة الزمنية التي يستغرقها الصوت لقطع مسافة محددة بين نقطتين.
تجربة بسيطة لقياس سرعة الصوت:
- نستخدم ناقلين للصوت وجهازًا موصلًا بالتيار الكهربائي.
- عند الطرق على قطعتين خشبيتين، يصدر صوت يصل إلى الناقلين.
- يُسجل الجهاز الزمني الفرق بين وصول الصوت إلى كل ناقل.
- يُحسب الزمن المستغرق، وتُحسب السرعة وفق العلاقة:
كلما كانت المسافة بين ناقلي الصوت أكبر (3 أو 4 أمتار)، زادت دقة النتائج.
هل تختلف سرعة الصوت في المواد المختلفة؟
نعم، تختلف سرعة الصوت حسب كثافة الوسط، حيث تنتقل بسرعة أكبر في المواد الصلبة وأبطأ في الغازات.
| نوع الوسط | سرعة الصوت (م/ث) |
|---|---|
| الفولاذ (صلب) | 5941 |
| الألمنيوم (صلب) | 6420 |
| الماء (سائل) | 1498 |
| الزجاج (صلب) | 5170 |
| الهواء (غاز) | 343 |
| الهيدروجين (غاز) | 1284 |
لماذا تختلف شدة الصوت عن نغمة الصوت؟
- النغمة ترتبط بالتردد:
- التردد العالي = صوت حاد (غليظ)
- التردد المنخفض = صوت غليظ
- الشدة ترتبط بالسعة:
- السعة الأكبر = صوت قوي
- السعة الأقل = صوت ضعيف
ما هي حدّة الصوت؟
حدّة الصوت هي الخاصية التي تميز بها الأذن بين الأصوات الرفيعة والغليظة.
كلما كان التردد أعلى، كان الصوت أكثر حدة.
مدى السمع عند الإنسان:
- يتراوح مدى السمع بين 20 هرتز إلى 20000 هرتز.
قياس سرعة الصوت وحدّة الصوت
يساعدك هذا الدرس في فهم الظواهر الصوتية التي تصادفها يوميًا، مثل اختلاف الأصوات، سرعة انتقالها، وتأثير نوع المادة على سرعة الصوت.
خلاصة الدرس:
يُعد الصوت ظاهرة فيزيائية مهمة لفهم كيفية التواصل وسماع الأصوات من حولنا.
يدرس هذا الدرس:
- خصائص الأصوات.
- طرق إصدارها.
- انتقالها في الأوساط المختلفة.
- الظواهر المرتبطة بها مثل الصدى.
المزيد في الفيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- الفيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- الطيف الكهرومغناطيسي فيزياء الصف العاشر | الوحدة الثالثة عشرة
- فيزياء الصف العاشر – الوحدة الثانية عشر (خصائص الموجات)
لا تعليق