تكنولوجيادروس تقنية
تعريف الصدى
ما هو الصدى
يحتوي مصطلح الصدى على معانٍ وتعاريف متعددة، لذلك دعونا نتعرف على بعض معاني الصدى وتعاريفه المختلفة كما يلي:
- الصدى هو تكرار الصوت نتيجة لانعكاسه وارتداده من سطح يعوق مروره.
- الصدى هو استماع لصوت ينعكس من مصدره مرة أخرى.
- الصدى هو الصوت الذي يحدث عندما تصطدم موجات الصوت بسطح صلب مثل الجدران، فيحدث انعكاس للموجات الصوتية، كما يحدث في موجات الضوء.
كيف يحدث الصدى
- يتحرك الصوت على شكل موجة ميكانيكية عبر وسط من مكان إلى آخر، ويحدث هذا التحرك عندما يتفاعل جسيم واحد من الوسط مع الجسيم المجاور له، وينتقل التحرك الميكانيكي والطاقة المقابلة إليه.
- يتم نقل الطاقة الميكانيكية في الموجات الصوتية عبر وسيط بواسطة تفاعل الجسيمات، مما يجعل الموجة الصوتية موجة ميكانيكية.
- عند وصول الموجة الصوتية إلى نهاية وسطها، تخضع لسلوكيات مميزة مثل الانكسار أو الانعكاس أو الانعراج، سواء تم تمييز نهاية الوسيط بالجدار أو جرف واد أو واجهة مع الماء.
- تتسبب انعكاس الموجات الصوتية من الحواجز في بعض السلوكيات الملحوظة، والتي من الممكن أن تكون قد شاهدتها.
- يتم انعكاس صدى الصوت إلى النقطة التي نشأ منها الصوت، إذا كان السطح العاكس بزوايا قائمة لخط مرسوم إليه من تلك النقطة.
- يعكس السطح المائل الصوت في اتجاه آخر، حيث يمكن سماعه في مكان آخر، لكن ليس في النقطة التي نشأ فيها الصوت.
- عندما تلتقي الأصوات المباشرة والمنعكسة بسرعة كبيرة، وهذا يحدث عندما يكون السطح العاكس قريبًا، يتلاشى الصدى الصوت الأصلي فقط، ولكنه لا يسمع بوضوح.
- يتطلب التمييز بين صوتين متتاليين حوالي تسعة ثوانٍ.
- عندما يسافر الصوت عبر الغلاف الجوي بمعدل يصل إلى 1125 قدمًا في الثانية، فإن أقصر مسافة يمكن سماع الصدى عند حدود 62 قدمًا، وسيكون ذلك واضحًا فقط في حالة انبعاث صوت حاد ومفاجئ
مثال على الصدى
- في حال كنتَ في وادٍ كبير، فمن المرجَّح أنك لاحظتَ صدىً ناتجًا عن انعكاس الموجات الصوتية على جدران الوادي.
- لو نفرض أنك في وادٍ وأطلقتَ صرخةً، فبعد فترةٍ قصيرةٍ من الصرخة، ستسمع صدى الصرخة، أو صوتًا خافتًا يشبه الصوت الأصلي.
- يحدث هذا التردد بسبب انعكاس الصوت على جدران الوادي البعيد وعودته النهائية إلى أذنك.
- إذا كان جدار الوادي على بعد أكثر من 17 مترًا تقريبًا من الموقع الذي تقف عليه، فسوف يستغرق الصدى أكثر من 0.1 ثانية للعودة إليك.
- نظرًا لأن إدراك الصوت يستمر عادة في الذاكرة لمدة 0.1 ثانية فقط، فسيكون هناك تأخير زمني بسيط بين إدراك الصوت الأصلي وإدراك الصوت المنعكس، وبالتالي، فإننا نطلق على تصوّر الموجة الصوتية المنعكسة اسم “صدى.
انعكاس الصوت
- نحتاج دائمًا إلى مساحة واسعة لرؤية الانعكاسات، حيث عندما تنتقل الأصوات عبر وسيط معين، فإنها تصطدم بسطح الوسيط الآخر وتعود إلى الوسيط الأصلي الذي هو الوسيط الأول، وهذا ما يسمى بانعكاس الصوت.
- الشرط الوحيد اللازم لانعكاس الموجة الصوتية هو أن يكون حجم السطح العاكس أكبر من طول الموجة الصوتية.
- يتجلى انعكاس الموجة الصوتية في الصدى، ومكبر الصوت، وسماعة الأذن، وما إلى ذلك.
قوانين انعكاس الصوت
- يجب أن تكون زاوية السقوط متساوية مع زاوية الانعكاس.
- يجب أن تنعكس الموجة الحادثة والموجة الطبيعية عند نقطة الاصطدام، وكلاهما يحدث في نفس المستوى.
انتقال الصوت
- ينشأ كل صوت عندما يهتز جسمه، فالاهتزاز هو حركة الذهاب والإياب للجسم.
تتحرك الطاقة الصوتية على شكل موجات صوتية. - تتحرك الأمواج الصوتية في جميع الاتجاهات وتنتقل في المواد الصلبة، حيث تكون الجسيمات متقاربة جدًا.
- تتحرك الطاقة الصوتية عندما يتصادم جسيم بجسيم آخر، ومن هنا ينتقل الصوت بسرعة عالية جدًا.
- في السوائل، تكون الجسيمات بعيدة عن بعضها، ولذلك يستغرق انتقال الصوت وقتًا أطول.
تنتشر الجسيمات في الغاز، وتصبح سرعة الطاقة الصوتية فيها أبطأ.
الفرق بين صدى الصوت وارتداده
- الصدى يختلف تمامًا عن الارتداد، حيث يحدث الارتداد عندما تصل الموجة الصوتية المنعكسة إلى أذنك في أقل من 0.1 ثانية بعد الموجة الصوتية الأصلية.
- بما أن الموجة الصوتية الأصلية لا تزال مخزنة في الذاكرة، فلا يوجد تأخير زمني بين انعكاس الموجة الصوتية والموجة الصوتية الأصلية.
- تتجمع الموجتان الصوتيتان لتشكل موجة صوتية واحدة طويلة جدًا.
- إذا كنت قد غنيت في الحمام من قبل، فمن الممكن أن تعاني من حموضة المريء.
- الصوت الشبيه ببافاروتي الذي تسمعه هو نتيجة انعكاس الأصوات التي تنتجها مع الأصوات الأصلية.
- بسبب اقتراب جدران الدش عادةً من بعضها البعض بمسافة أقل من 17 مترًا، فإن الموجات الصوتية المنعكسة تتداخل مع الموجات الصوتية الأصلية لتشكل صدى طويل الأمد، وهذا ما يُعرف بالارتداد.
- الصدى هو انعكاس واحد لموجة صوتية من سطح معين، بينما الارتداد هو انعكاس للموجات الصوتية الناتجة عن تداخل مثل هذه الأصداء.
- لا يمكن سماع الصدى إلا من قبل البشر عندما يكون المسافة بين مصدر الصوت والجسم المعكوس أكثر من 50 قدمًا.
- غالبًا ما يكون الصدى واضحًا وملحوظًا بسهولة بسبب المسافة والوقت الذي تستغرقه الموجة الصوتية في الوصول.
- عادةً ما لا تحتوي الارتدادات على مسافة أو وقت كافٍ للتنقل، مما يجعل من الصعب فهمها حيث يمكن للارتدادات أن تتراكم على بعضها البعض.
- يمكن استخدام الأصداء لقياس مسافة الأجسام العاكسة مثل المباني الكبيرة أو الجبال، على أن يكون معدل الحرارة والرطوبة المحيطة معروفًا.
- عند وجود الصدى، تتراكم الموجات الصوتية فوق بعضها البعض لتصل إلى الأذن في أوقات مختلفة، مما يجعلها صعبة الفهم.
- يؤدي تراكم الموجات الصوتية إلى زيادة الطاقة الصوتية في الغرفة، وتتسبب في إثارة الهيكل وزيادة الحجم الكلي للغرفة، وهذا في النهاية يؤدي إلى زيادة الضجيج والضرر على الصحة العامة.
- سيؤدي الصدى في الغرفة إلى رفع أصوات الناس في محاولة لتعويض عن عدم قدرتهم على فهم الكلام.
- إضافة امتصاص الصوت في الفضاء سيؤدي إلى تقليل الانعكاسات وتسريع تحلل الموجات الصوتية. في الأماكن العامة ، يجب أن يكون وقت الانحلال المريح أقل من ثانيتين .