2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية كتم الصوت كتم الصوت الصوت الفيزياء

الأهداف

1- مقارنة جودة المواد المختلفة كعوازل للصوت.

2- معرفة كيفية التقليل من حدة الصوت.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– جهاز راديو ترانزستور صغير

– مواد مختلفة مثل الكرتون والظروف المحشوة والألواح المطاطية والبوليستيرين

– شريط لاصق

– وسادة

– مسطرة

– مقص

 

خطوات العمل:

1- خذ كل مادة على حدة وقص منها قطعاً أكبر قليلاً من مكبر صوت الراديو – حوالي 0.5 بوصة (1.5 سم) أكبر من قطر مكبر الصوت.

2- من الضروري أن تقوم بتغطية مكبر الصوت بالطريقة نفسها بكل من المواد التي اخترتها. وستحتاج على الأقل إلى سماكة 0.5 بوصة (بوصة 1.5) من كل مادة. وإذا كانت المادة رقيقة قص عدة قطع منها وضعها فوق بعضها بعضاً إلى أن تصبح متساوية في السماكة مع بقية المواد.

3- ضع إحدى المواد فوق مكبر صوت الراديو، واسند الراديو على وسادة بحيث يتم امتصاص الصوت المنبعث من الخلف.

اخفض الصوت تدريجياً حتى تصل إلى درجة لا تستطيع عندها سماع الصوت على الإطلاق. اقرأ درجة الصوت من مؤشر الصوت وسجله في جدول إلى جانب اسم المادة. إذا لم يحتو الراديو مؤشر درجة الصوت، ضع علامة باستعمال قطعة طبشور من درجة 0 إلى 10.

4- كرر الخطوة السابقة مع كل مادة لوحدها.

 

تحليل النشاط:

لا بدّ أنك اكتشفت أن زيادة سماكة قطع المواد التي استخدمتها في تجربتك تجعل قدرتها على عزل الصوت أكثر تأثيراً. عندما تنتقل الموجات الصوتية عبر إحدى المواد تفقد طاقتها وتصبح أضعف.

ولا بدّ أنك لاحظت أن بعض المواد أفضل من غيرها على حجب الضجيج المنبعث من الراديو. وهناك جملة من الأسباب المعقدة التي توضح ذلك.

لكننا نستطيع القول بوجه عام إن المواد الأكبر كثافة (مثل المطاط) تمتص الصوت بدرجة أكبر من المواد الأخرى الأقل كثافة (كالورق). إضافة إلى ذلك، فإن المواد الأكثر نعومة (مثل البلاستيك الرغوي) أفضل من المواد القاسية (مثل الكرتون).

 

إن أحد أسباب امتصاص المادة الرغوية للصوت بصورة ملحوظة هو أن الصوت ينعكس المرة تلو المرة من سطوح مئات الآلاف من الفقاعات التي تغطي هذه الأنواع البلاستيكية الرغوية.

وفي كل مرة ينعكس فيها الصوت من هذه السطوح يضعف الصوت وتخف حدته.

 

ماذا لو أنني لم أجد فرقاً كبيراً بين المواد المختلفة؟

تقدم لك هذه التجربة فكرة تقريبية حول المواد التي تحجب الصوت بشكل جيد والمواد التي لا تؤدي هذا الغرض.

لكن النتيجة لا يمكن أن تكون دقيقة جدا – فمن الصعب مثلاً أن نحكم على ارتفاع جهارة الصوت من خلال الراديو وقراءة الدرجة من المؤشر بشكل دقيق.

حاول أن تستخدم سماكات كبيرة من المواد التي تستخدمها وكرر التجربة عدة مرات لترى فيما لو أنك ستحصل على النتائج نفسها.

 

القضاء على الصوت

هناك نوع مذهل من واقيات الأذن تستطيع أن تقضى على الأصوات المؤذية تماماً. تقوم دارات إلكترونية بقياس الصوت غير المرغوب ثم تولّد "مضادات للصوت" داخل السماعة.

ويشبه الصوت المضاد الصوت الأصلي باستثناء أن موجاته غير متناغمة مع موجات الصوت الأصلية.

وتقوم موجات الصوت الأصلية والموجات المضادة بإلغاء بعضها بعضاً، فتكون المحصلة النهائية أن الشخص الذي يرتدي هذه الواقية السمعية لا يسمع أي صوت على الإطلاق.

 

المباني العازلة للصوت

يستخدم مهندسو الصوت العديد من الطرق لعزل المباني عن الأصوات غير المرغوبة، ويراعون في ذلك أن تكون الجداران الخارجية سميكة جدا كي لا تسمح للصوت باختراقها على عكس الجدران الرفيعة التي تتخللها الأصوات بسهولة. 

كما يراعي المهندسون أيضاً أن تكون النوافذ معزولة بوضع عدة طبقات من الزجاج يتخللها الهواء؛ ويستعملون أيضاً أجهزة تكييف الهواء كي تظل النوافذ مغلقة، كما يضعون مواد عازلة داخل الجدران، إضافة إلى بناء أرضيات ذات سماكة مزدوجة.

 

تخفيف الصوت

يساعد الأثاث داخل الغرف على توفير الراحة الجسدية والسمعية بوجع عام.

تمتص قطع الأثاث كالسجاد والستائر والمفروشات الطرية بعض الأصوات في الغرف وتخفف من ارتدادها (الأسفل إلى اليمين)، ما يجعل الأصوات الصادرة من مكبرات الصوت في أجهزة التلفزيون والراديو أقل حدة ومقبولة أكثر بالنسبة للأذن.

 

وإذا أزلنا قطع الأثاث من الغرفة ستبدو مختلفة جداً. وربما تدرك ذلك جيدا إذا كنت قد نقلت أثاثاً أو ساعدت في تزيين غرفة ما.

فإذا أفرغت الغرفة من الأثاث، يصبح امتصاص الصوت أقل من ذي قبل، ما يؤدي إلى ارتداد الموجات الصوتية من جدرانها وأرضيتها ووصول الصوت إلى أذنك عبر العديد من المنافذ على شكل صدى مرتد (الأسفل إلى اليسار).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معالجة الأصوات الغير مرغوبة طرق عزل الأصوات الفيزياء

يمكن أن يسبب الضجيج في كثير من الأحيان حالة من الإزعاج والتشتت الذهني الكبير، إضافة إلى أن الصوت المفرط في الارتفاع يمكن أن يسبب آثاراً خطيرة على الصحة.

ويتركز عمل مهندسي الصوت على معرفة أنجح الطرق لحجب الأصوات غير المرغوبة.

لاحظنا في النشاط (3) أن الأمواج الصوتية تنتقل بسرعات متباينة عبر مواد مختلفة.

 

وتنتقل هذه الموجات بشكل أسرع في الأجسام الصلبة كالفولاذ مقارنة بالسوائل مثل الماء، علماً أن الصوت ينتقل في الماء بشكل أسرع من انتقاله في الهواء، وهو المادة التي نسمع من خلالها الأصوات.

كما أن المواد التي تنقل الصوت على نحوٍ أسرع تنقل الصوت أيضاً إلى مسافات أبعد. وفي بعض الأحيان يقطع الصوت مئات الأميال عبر مياه المحيطات. حيث ينتقل لمسافات تتجاوز مسافات انتقاله إليها عبر الهواء

يتوقف انتقال الموجات الصوتية على العديد من العوامل. ويصدر مصدر الصوت طاقة تنتشر بالطريقة ذاتها التي تنتشر فيها بالطريقة الحرارية من نار مشتعلة. وكلما ابتعدنا عن مصدر الصوت قلّت الطاقة التي تصلنا في كل ثانية.

 

يمكن أن تتضاءل الموجات الصوتية وبالتالي تتضاءل طاقتها الصوتية تبعاً للأجسام التي تمر خلالها. فعندما تمر الموجة الصوتية عبر أحد الأجسام تهتز الجزيئات التي تقوم بنقل الصوت، وعندما تهتز هذه الجزيئات تتحول بعض طاقة الصوت الأصلية إلى حرارة ثم تتبدد.

كما يمكن أن تصبح الموجات الصوتية ضعيفة عند انعكاسها – عندما ترتد مثلاً عن أحد الجدران، وتضعف قدرتها أيضاً عند انكسارها. ففي الأيام الحارة، على سبيل المثال، تنكسر الموجات الصوتية باتجاه الأعلى إلى الفضاء.

 

معالجة الأصوات غير المرغوبة

يشار إلى الأصوات غير المرغوبة غالباً بالتلوث الضوضائي أو التلوث الناتج عن الضجيج.

ويقع ضمن هذا التصنيف أي شكل من أشكال الضجيج المزعجة، مثل هدير الطائرات النفاثة وأعمال البناء وحركة المرور أو الموسيقي الصاخبة الصادرة عن أجهزة الستريو.

ولحسن الحظ تمتص بعض الأصوات غير المرغوبة كما تمتص المناشف الماء وتوضع مثل هذه المواد ضمن تصميم المباني أو تدخل في صناعة واقيات الأذن للتحكم بحركة الصوت.

 

وهناك ثلاث طرق رئيسية لمعالجة الأصوات غير المرغوبة. تتمثل أبسط هذه الطرق بتخفيض الصوت المزعج عن طريق معالجة مصدره.

وقد يتطلب ذلك تبطين المحرك لمنع اهتزازه أو وضع طابعة جهاز الحاسوب التي تصدر صوتاً مزعجاً داخل خزانة بلاستيكية لمنع تسرب الصوت، لكن معالجة مشكلة الصوت لا تتم دائماً بهذه الطريقة، فأحد أشكال التلوث الضوضائي هو حركة المرور، التي لا يمكن معالجتها والقضاء عليها من مصدرها.

أما الطريقة الأخرى للتقليل من الأصوات المزعجة فيمكن أن تتحقق من خلال إعاقتها أثناء انتقال الأصوات من المصدر إلى المستمع.

 

وغالباً ما يتم بناء سواتر ترابية على جانب الطرق الرئيسية للمساعدة على عكس الضجيج الذي تخلفه حركة المرور بعيداً عن المناطق السكنية.

أما إذا لم تساعد الوسيلتان السابقتان على القضاء على الضجيج بتخفيض حدة الصوت من المصدر أو إعاقة طريقه فإن الطريقة الأخيرة المتبقية هي إحاطة المستمعين بمواد ماصة للصوت لمنع الضجيج من الوصول إلى آذانهم لذلك تصمم البيوت القريبة من المطارات عادة بنوافذ زجاجية ذات ألواح مزدوجة أو ثلاثية من أجل الحد من الضجيج.

وتتألف هذه النوافذ من ألواح زجاجية تتخللها فراغات مملوءة بالهواء لما تمتاز به من كفاءة عالية في امتصاص الصوت.

 

امتصاص العروض الموسيقية

تبدو قاعات الحفلات الموسيقية المكتظة مختلفة كثيراً وهي خالية من الجمهور لأن أجسام الناس تمتص الأصوات، ما يجعل من الصعب على الأوركسترا أن تقدم الصوت نفسه الذي أدته أثناء التمرينات والعروض التجريبية.

لذلك تتم تغطية المقاعد عادة بأنواع خاصة من القماش لامتصاص الأصوات بالطريقة ذاتها التي تمتص فيها أجسام المتفرجين تلك الأصوات.

ومن خلال هذا الترتيب يبدو الصوت كما هو من دون أي تغيير سواء أكانت القاعة خالية أم ممتلئة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

التداخل البنّاء التداخل الهدام الموجات الصوتية الفيزياء

يبين المخططان في الجهة المقابلة كيف يمكن أن تتحد موجتان لتصدران صوت الضربات. 

إن الترددات في الموجات الحمراء والزرقاء متشابهة كثيرا لكنها ليست متماثلة تماماً. وهذا يعني أن قمم وقيعان هذه الموجات تصطف في بعض الأماكن دون غيرها.

 

وحيث تصطف القمم مع بعضها (والقيعان مع بعضها) تتحد الموجتان ويكبر حجمها. يطلق على هذا النوع من الاندماج تعبير التداخل البنّاء.

أما عندنا تصطف قمة الموجة مع قاع موجة أخرى فإن الموجتين تلغيان بعضيهما ولا يبقَ وجود لأي موجة. يطلق على هذه الحالة تعبير التداخل الهدّام.

 

وتشير الموجة الخضراء إلى نتيجة اتحاد الموجة الحمراء بالزرقاء.

وتبدو في بعض الأجزاء أكبر من الموجتين الزرقاء أو الحمراء. لكنها تبدو في أماكن أخرى أصغر حجماً. ويمكنك أن تسمع ذلك في الموجة الصوتية على شكل تغيير في درجة الصوت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

أصوات الضربات الفيزياء

الأهداف

1- صنع جهاز كاشف للصوت.

2- استخدام كاشف الصوت لفحص الموجات الصوتية المختلفة.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– صفارتان " سواني" (ذات مكبس متحرك لتغيير الأصوات التي تصدرها)

– مسطرة طولها 1 قدم (30 سم)

– ساعة إيقاف أو ساعة يد مزودة بعقرب ثوان

 

خطوات العمل:

1- خذ إحدى الصفارتين واعط الثانية لصديقك. اسحب مكبس كل من الصفارتين نحو الأعلى حتى المنتصف.

اطلب من صديقك أن ينفخ في صفارته النغمة ذاتها، ثم خذ صفارتك وحرك المكبس إلى أن تصبح النغمة الصادرة عن صفارتك مماثلة تماماً لصفارة صديقك.

2- الآن اسحب مكبس صفارتك ببطء. ستتمكن من سماع الصوت الصادر عن الصفارتين معاً على شكل ضربات صاعدة وهابطة.

ولو قمت بسحب المكبس أكثر نحو الخارج (بحيث تختلف النغمتان أكثر) فستلاحظ أن التغيرات في ارتفاع الصوت تحصل على نحوٍ أسرع فأسرع إلى أن يصبح من غير الممكن سماع صوت الضربات. ماذا يحصل عندما تدفع مكبس الصفارة إلى الداخل من جديد؟

3- كرر الآن الخطوة الأولى، ولكن قم في هذه المرة بقياس طول الجزء البارز من مكبس الصفارتين.

4- اسحب المكبس ببطء إلى أن تسمع الضربات. شغّل ساعة الإيقاف عندما يكون صوت الضربات في أعلى مستوى، ثم قِسْ الزمن الذي استغرقته عشر ضربات.

 

5- سجل الوقت الذي استغرقته الضربات العشر، إضافة إلى المسافة التي برز خلالها مكبس الصفارة.

6- اسحب الآن المكبس قليلاً نحو الخارج إلى أن تلاحظ أن الضربات قد تسارعت قليلاً. قِسْ زمن عشر ضربات وسجل البيانات التي حصلت عليها، إضافة إلى المسافة التي برز خلالها المكبس.

 

7- استمر في تكرار الخطوة السادسة حتى تصبح غير قادر على سماع أي ضربات في الصوت.

 

لابدّ أنك لاحظت أن باستطاعتك سماع أصوات ضربات عند النفخ في صفارتين تصدران نغمات ذات درجة صوتية مختلفة اختلافاً ضئيلاً.

لكنك عندما قمت برفع درجة الاختلاف بين النغمتين، لا بدّ أنك لاحظت أن الضربات بدت أكثر سرعة.

وعندما جعلت النغمتين متشابهتين مرة أخرى تباطأت الضربات إلى أن اختفت في نهاية الأمر.

 

ولأنك قست زمن الضربات وطول المكبس الذي أصدر النغمات معاً أصبح بإمكانك أن تتبين العلاقة بين تردد النغمات وزمن الضربات.

كي تقوم بهذا ارسم جدولاً بيانياً وسجل فيه زمن الضربات (بالثانية) في عمود، وفي العمود الآخر الفرق في مكبس الصفارة (بالبوصة أو السنتيمترات)، كما هو مبين هنا.

 

وتستطيع حساب زمن الضربة عن طريق تقسيم الزمن الذي حصلت عليه لعشر ضربات على الرقم 10 (وسبب قياس عشر ضربات هو الحصول على نتيجة أكثر دقة من أن تقيس ضربة واحدة بشكل منفصل).

وعندما تنتهي من إدخال البيانات في الجدول، لاحظ العلاقة بينهما. هل البيانات في العمودين تقع على خط واحد أم أنها متفرقة؟

 

تحليل النشاط:

على الرغم من أن صفارة "سواني" تصدر صفيراً، إلا أنها في الحقيقة نوع من أدوات النفخ الموسيقية المغلقة من أحد طرفيها.

وكما لاحظت في النشاط (7) فإن الطول الموجي (وكذلك درجة الصوت) للنغمة التي صدرت عن المزمار المسدود من إحدى نهايتيه تعتمد على عمود الهواء الموجود في داخله.

وكلما سحبت مكبس الصفارة أكثر نحو الخارج زاد طول عمود الهواء، وبالتالي أصبح الطول الموجي للموجة الموقوفة في الداخل أكبر، وكلما كان الطول الموجي أكبر كان التردد أقصر ودرجة النغمة أقل، لذلك لاحظنا أن نغمة الصفارة تهبط إلى نغمة أكثر انخفاضاً عندما تقوم بسحب المكبس.

 

وعندما تصدر الصفارتان الصوت معاً ويكون مكبسهما مسحوباً بالمقدار ذاته، ستصدران النغمة نفسها وبدرجة الصوت والتردد وطول الموجة ذاتها أيضاً.

أما إذا قمنا بسحب مكبس إحدى الصفارتين قليلاً فيزيد الطول الموجي للنغمة الصادرة، وبالتالي يقل التردد عن السابق.

وعندنا ننفخ في صفارتين يكون مكبسيهما مسحوبين نحو الخارج بفارق طول بسيط في الوقت نفسه فستصدران نغمات صوتية مختلفة في التردد عن بعضهما قليلاً، ثم تندمج النغمتان وتصدران الضربات التي يمكنك سماعها بسبب التغيير النبضي في مقدار ارتفاع الصوت.

 

كلما سحبت المكبس أكثر نحو الخارج في إحدى الصفارتين زاد اختلاف درجة الصوت وتردده في النغمتين الناتجتين، ما يؤدي إلى زيادة سرعة الضربات.

وعندما ترسم جدولاً بيانياً حول زمن الضربات مقابل التغيير في طول المكبس نستطيع أن تتبين بدقة كيف يؤثر تغيير طول المكبس (وبالتالي الفرق في تردد ودرجة النغمتين) في زمن الضربات الناتجة.

وإذا تمعنت في النقاط على الجدول البياني الذي وضعته فستلاحظ أنه من الممكن رسم خط مستقيم بينهما (لا تهتم إذا كانت النقاط لا تتسع على خط واحد بشكل دقيق، بل إن العلماء المختصين نادراً ما يقيسون الأشياء بدقة متناهية للحصول على نتائج مثالية).

 

إن اتساع النقاط بشكل تقريبي على خط مستقيم يبين أن زمن الضربات يتوقف تماماً على الفرق في درجة الصوت بين نغمتين.

وإذا لم تكن جميع النقاط على خط مستقيم كهذه ووجدت أنها موصولة مع بعضها على منحنى أو تعذر الوصل بينها بسهولة، فذلك يعني أن الزمن والاختلاف في درجة الصوت لم يعتمدا على بعضهما إطلاقا أو أن طريقة ارتباطهما ببعضهما كانت أكثر تعقيداً.

 

ما العمل لو أنني لم أستطع سماع أي ضربات؟

كي تصبح الضربات منتظمة، من المهم أن تكون النغمتان اللتان تتحدان معاً منتظمتين أيضاً. تأكد من أنك وصديقك تنفخان في الصفارة بنفس ثابت ومتساوٍ كي تكون درجة الصوت ثابتة.

 

ضبط صوت البيانو

إن إحدى الفوائد العملية من "الضربات" هي ضبط آلات البيانو. تجري مقارنة كل وتر في هذه الآلة مع الأوتار التي تصدر نغمات لها الدرجة الصوتية ذاتها.

ومن خلال الاستماع إلى الضربات عند العزف على وترين في وقت واحد، يستطيع اختصاصي ضبط الأوتار أن يقدر بدقة مقدار التعديل اللازم لكل وتر.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الموجات الصوتية كيفية تكوّن أصوات الضربات الفيزياء

استمع إلى صوت ينبعث من نغمتين صوتيتين متشابهتين بشكل كبير تُعزفان معاً.

ستسمع كيف تتحدد النغمتان معاً لإحداث حركة صعود وهبوط صوتية منتظمة تسمى ضربات. وفي هذا النشاط ستكتشف كيف تحدث هذه الضربات.

إذا كنت قد شاهدت ذات يوم أمواج البحر تتلاطم على الأجراف المحاذية أو حواجز المياة الصخرية عند الساحل، فلا بدّ أنك لاحظت كيف ترتد الأمواج إلى البحر.

في كثير من الأحيان تلتقي موجة قادمة مع موجة مرتدة عن حاجز مياه فتصطدمان ببعضهما بعضاً. وعندما يحدث ذلك تتحد الموجتان لتكوّنا موجة جديدة.

 

وإذا ما التقت قمة الموجة القادمة مع قاع الموجة المرتدة تلغي الموجتان بعضيهما وتختفيان.

أما إذا كانت قمة وقاع الموجة القادمة منطبقتين على قمة وقاع الموجة المنعكسة فستتحدان في موجة جديدة لها قمم وقيعان أكبر من قمم وقيعان أي من الموجتين الأصليتين.

 

كيف تتكوّن أصوات الضربات؟

يحدث الشيء نفسه في الموجات الصوتية. إذا التقت موجتان صوتيتان يمكن أن تلغي إحداهما الأخرى إذا انطبقت قمة إحداهما على قاع الأخرى.

وبصورة معاكسة، يمكن لهاتين الموجتين الصوتيتين أن تتحدا (تعزز إحداهما الأخرى) إذا كانت قمة وقاع إحداهما منطبقتين على قمة وقاع الموجة الصوتية الأخرى.

وإذا التقت موجتان صوتيتان مختلفتان قليلاً من حيث ترددهما، يحدث شي مغاير.

 

لن تستطيع قمم وقيعان موجتيهما أن تتطابقا لاختلاف الطول الموجي للموجتين قليلاً، وسيؤدي ذلك إلى إلغاء الموجتين في أماكن محددة واتحادهما في أماكن أخرى، وتكون الحصيلة نشوء موجة جديدة أكبر حجماً في بعض الأماكن وأصغر في أماكن أخرى من أي من الموجتين الأصليتين.

يُطلق على ارتفاع الموجة (المسافة العمودية من مستوى الاستقرار إلى القمة) "سعة الموجة". وتكون سعة الموجة الصوتية مماثلة لشدتها: وكلما كبرت سعة الموجة طالت موجتها وزادت شدتها.

 

أما إذا اتحدت موجتان ترددهما مختلف قليلاً، فستكوّنان موجة جديدة ثالثة تميل سعتها إلى الكبر والصغر بصورة منتظمة.

وتكون النتيجة صوتاً يتعاظم ويضعف؛ يعلو وينخفض مع مرور الوقت. يطلق على هذا النبض الصوتي المنتظم مصطلح "الضربات".

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مصاصات الشراب مزمار الفيزياء

الأهداف

1- توليد موجة موقوفة داخل أنبوبة مفتوحة من طرفيها.

2- ملاحظة العلاقة بين الطول الموجي للصوت وطول الأنبوبة.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– عدة مصاصات شراب متساوية الطول

– مسطرة

– قلم

– مقص

– شريط لاصق

– صلصال اللعب (من أجل استخدامه في نشاط المتابعة)

 

خطوات العمل:

1– خذ مصاصة شراب واستعمل المسطرة لقياس 1 بوصة (2.5 سم) من أحد طرفي المصاصة. ارسم خطاً على المصاصة لتحديد هذه النقطة.

2- اقطع مصاصة الشراب عند مكان الخط الذي قمت برسمه وارمِ القطعة الصغيرة.

3- خذ المزيد من المصاصات الشراب وكرر الخطوات 1 و2، وفي كل مرة اقطع بوصة واحدة إضافية من الأسفل إلى أن يتكون لديك ست أو سبع مصاصات كل منها بفارق بوصة واحدة عن الأخرى.

4– صف المصاصات بالترتيب حسب الطول، من الأطول إلى الأقصر، ثم ألصقها معاً لتصنع مزماراً من مصاصات الشراب.

5- انفخ عبر الجزء العلوي من المزمار ولاحظ كيف تتغير درجة الصوت كلما كانت المصاصة أطول أو أقصر.

 

إذا كانت لديك آلة موسيقية، قارن النغمات الصادرة عن المزمار الذي صنعته مع تلك الأنغام التي تصدر عن آلتك الموسيقية.

حاول أن تحدد الأنابيب التي تصدر نغمات كتلك التي تصدرها آلتك الموسيقية.

قد لا تكون النغمات الصادرة عن مزمار مصاصات الشراب مشابهة تماماً لنغمات الآلة، لكن هناك تشابه معقول يكفي للمقارنة بين الصوتين.

 

استخدم قطعاً صغيرة من صلصال اللعب كي تسد نهاية كل مزمار من مجموعة المزامير التي صنعتها. هل أصبحت نغمة الصوت أعلى أم أخفض بهذه الطريقة؟

تستطيع أيضاً أن تتفحص كيفية تغير النغمات من خلال طول المصاصة بطريقة أخرى. خذ مصاصة شراب وقِسْ طولها كي تحدد نقطة الوسط وأحدث فيه شقاً.

 

قم بثني المصاصة بزاوية قائمة بحيث تفتح الشق. انفخ أحد طرفي مصاصة الشراب واستمع إلى النغمة التي تصدرها.

سدّ بإصبعك الطرف النهائي من المصاصة وانفخ في طرفها المنبسط. استمع ثانية إلى النغمة الموسيقية. ما وجه الاختلاف بينهما؟

 

تحليل النشاط:

إن طول الأنبوبة المفتوحة يساوي نصف الطول الموجي للصوت الصادر عنها. وكي تكتشف الطول الموجي للنغمة قِسْ طول كل أنبوبة ثم اضرب طول كل أنبوبة بالرقم 2.

وباستخدام الناتج الذي حصلت عليه عند حسابك سرعة الصوت في النشاط (3) (الصفحات 18 – 23) تستطيع الآن أن تحسب تردد كل نغمة. وإذا كان التردد × الطول الموجي = سرعة الصوت، فإن التردد = سرعة الصوت + الطول الموجي.

لذلك فإن تردد كل نغمة يساوي سرعة الصوت تقسيم طول الموجة.

 

وعليك أن تتذكر أن سرعة الصوت والطول الموجي يجب أن يكونا بالوحدة ذاتها (لذلك يمكنك إما استخدام القدم أو البوصة أو الأمتار خلال العملية الحسابية بأكملها).

عندما نفخت في المزمار سببت اهتزاز الهواء داخل المصاصات المفتوحة، ما أدى إلى نشوء موجات موقوفة. وكلما كانت المصاصة أكثر طولاً كان الطول الموجي للموجة الموقوفة المتكونة داخلها أطول.

وبما أن الأطوال الموجية الأكثر طولاً تصدر ترددات أخفض (درجة صوت أخفض) من الأطوال الموجية القصيرة، ينبغي لك أن تلاحظ أن المصاصات الأكثر طولاً تصدر النغمات بترددات منخفضة.

 

عندما نفخت في المصاصة المشقوقة في نشاط المتابعة اندفع الهواء على امتداد المزمار الأول، وعبر النهاية المفتوحة من المزمار الثاني، الذي ثنيته بزوايا قائمة مع الأول.

وبالتالي أحدث ذلك موجة موقوفة في الأنبوب الثاني إضافة إلى قمة موجة الطرفين وعقدة في الوسط، وهذا يعني أن الموجة في المزمار الثاني لن يستطيع الهواء أن يهتز في الطرف السفلي.

لقد تكوّن لديك الآن مزمار مغلق يحوي قاع موجة في الأعلى وعقدة في الأسفل. إن الموجة الموقوفة في هذه الحالة تساوي ربع طول موجي. والنتيجة هي أن المزمار المسدود ينتج طول موجة أقصر من حيث النغمة (ودرجة صوت أعلى) من المزمار المفتوح.

 

ماذا لو أنني لم أتمكن من إصدار أي أصوات؟

من المحتمل أنك لم تنفخ في أعلى المصاصات بشكل صحيح. تحتاج إلى قليل من التمرين للقيام بهذا العمل. لذا تدرب على إصدار الصوت.

وإذا لم يعمل المزمار بعد ذلك ربما تكون المصاصات التي صنعت منها آلتك رقيقة جدا أو ليست طويلة بالقدر الكافي. حاول أن تصنع مزماراً آخر باستخدام مصاصات مختلفة.

 

الموجة الموقوفة

تقوم في هذا النشاط بصنع آلة نفخ موسيقية بسيطة باستخدام مصاصات الشراب. وتستطيع إضافة العدد الذي تشاء من هذه المصاصات لصنع هذه الآلة.

لكنك لن تنجح في صنع آلة شبيهة بأكبر آلة نفخ موسيقية في العالم. وقد حظي بهذا اللقب آلة الأرغن الموسيقية المعروضة في قاعة "أتلانتك سيتي" بنيوجيرسي.

وتضم هذه الآلة 32000 مزمار منفصل، أكبرها يزيد طوله على 64 قدماً (19.5 م)، وقطر فتحته من الأعلى 3 أقدام (1م)، وقد جرى نحته من شجرة واحدة!

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الموجات الصوتية المزامير المفتوحة الفيزياء

تعتمد إحدى الطرق المستخدمة في إصدار نغمات موسيقية على اهتزاز الهواء بطريقة معينة داخل أنبوبة مفتوحة.

إن فهم الطريقة التي تقوم فيها هذه الأنابيب بإصدار النغمات الموسيقية ستوضح لنا كيفية عمل آلات موسيقية أخرى كالناي والبوق.

رأينا في النشاط الرابع (الصفحات 48-58) كيف يقوم أنبوب مفتوح من أحد طرفيه بإصدار الأصوات عندما تنشأ موجات موقوفة في داخله.

 

ويمكن للأنابيب المفتوحة من الطرفين أيضاً أن تصدر النغمات الموسيقية.

والحقيقة هي أن معظم آلات النفخ الأنبوبية، كالأبواق والسكسافونات وآلات النفخ الخشبية والمصفار (آلة موسيقية بدائية)، تعمل بهذه الطريقة.

عندما يكون الأنبوب مغلقاً من أحد طرفيه ومفتوحاً من طرفه الآخر تنشأ الموجة الموقوفة التي تتكون في داخله عقدة (نقطة ذات اهتزاز في حده الأدنى) في الطرف المغلق لأن الهواء لا يستطيع الحركة في ذلك المكان.

 

كما يتكون في الطرف الآخر قمة الموجة (نقطة يكون فيها الاهتزاز في أقصى درجاته)، حيث يستطيع الهواء أن يتحرك بحرية.

لكن الأنبوب المفتوح من الطرفين ينتج شكلاً مختلفاً من الموجات الموقوفة، حيث يستطيع الهواء في كلا الطرفين أن يهتز دون قيود، لذلك تنشأ قمة موجة في طرفي الأنبوب، وهذا يعني أن عقدة الصوت تقع في وسط الأنبوب.

فبينما ينشأ عن الأنبوب المفتوح من طرف واحد فقط موجة موقوفة طولها ربع طول موجي، ينشأ في الأنبوب المفتوح من الطرفين موجة موقوفة طولها نصف طول موجي.

 

الاهتزازات داخل المزامير

بينما تصدر الأصوات في الآلات الوترية عن طريق استخدام الأوتار المهتزة، تصدر آلات النفخ الأنبوبية الأصوات من خلال اهتزاز عمود الهواء داخل أجسامها المجوفة.

ويتوقف حصول هذه الأصوات على نوع الآلات المستخدمة، فآلات النفخ الموسيقية مثل الشبّابة أو المزمار تحتوي على قصبة رقيقة مربوطة بالجزء الذي يوضع على الفم أو بين الشفتين.

 

وعندما تنفخ في المزمار تهتز القصبة فتحرك الهواء وتنشئ موجات موقوفة داخل جسم هذه الآلة الطويل والرقيق أما أجهزة النفخ الأخرى كالأبواق فلا تحتوي على قصبة.

فبدلاً من استخدام القصبة يقوم عازف البوق بجعل شفتيه تهتزان عبر جزء من البوق الذي يوضع على الفم أو بين الشفتين، وتنشأ عن هذا الاهتزاز موجة موقوفة وأنغام موسيقية.

 

نقرات مختلفة ونغمات متغيرة

كما لاحظنا في النشاط السادس تتبدل النغمة التي تصدرها الآلات الوترية إما تِبعاً لطول أو قصر الأوتار المستخدمة أو تبعاً لتحريك الأصابع على هذه الأوتار.

وتعتمد النغمات بالنسبة لآلات النفخ الأنبوبية على طول عمود الهواء الذي يتكون داخل الآلة، فآلات النفخ الطويلة كالمزمار تصدر نغمات أقل حدة من الآلات القصيرة مثل آلات النفخ الخشبية والناي.

 

إن غالبية الآلات تعتمد على طريقة تغيير طول عمود الهواء من أجل إصدار نغمات مختلفة، ففي آلة النفخ النحاسية المعروفة بـ "الترمبون" ينزلق أنبوب الصوت نحو الداخل والخارج، ما يغيّر من طول عمود الهواء فيصدر نغمات موسيقية عالية ومنخفضة.

وفي "السكسافون" يتحكم العازف بمفاتيح على جانبي الآلة بفتحها أو إغلاقها لتغيير طول عمود الهواء، أما بالنسبة للعزف على أدوات النفخ الخشبية فيستعمل العازف أصابعه بدلاً من المفاتيح لفتح وإغلاق الفتحات.

 

التردد والطول الموجي في آلات النفخ الأنبوبية

لعلك لاحظت من قبل أن درجة الصوت أو تردده ترتبط بطوله الموجي.

تأمّل في إحدى أدوات النفخ الموسيقية القصيرة، مثل الناي، حيث ترتبط الموجة الموقوفة التي تصدرها تلك الأدوات بطول الأداة نفسها، لذلك نجد أن الناي القصير يصدر طولاً موجياً قصيراً، ما يجعل صوته يتميز بدرجة عالية.

أما في الأدوات الأكثر طولاً، مثل "الباسون" (مزمار طويل)، فإن الموجات الموقوفة تكون ذات طول موجي طويل وتصدر أصواتاً منخفضة الدرجة.

 

تصدر الموجات القصيرة أنغاماً عالية الدرجة، بينما تصدر الموجات الطويلة أنغاماً منخفضة الدرجة، ولهذا السبب يمكن القول إن التردد أو شدة الصوت وطول الموجة "يتعاكسان".

فكلما ارتفع التردد انخفض طول الموجة وبالعكس، وإذا ضربنا تردد الموجة الصوتية بطولها الموجي نحصل على السرعة التي تنتقل فيها الموجة.

 

الآلآت الموسيقية القصبية

تميز آلات النفخ، مثل المزمار، بأنها مفتوحة من الطرفين.

ويقوم عازف المزمار بالنفخ داخل هذه الآلة فيدفع الهواء عبر القصبة التي تهز الهواء (داخل القصبة)، ما يؤدي إلى نشوء موجة موقوفة. وفي النهايتين المفتوحتين من المزمار توجد نقاط تسمى قمة الموجة، حيث يكون اهتزاز الهواء فيها في حده الأقصى.

أما في الوسط فتوجد العقدة التي لا ينشأ فيها أي اهتزاز،ويؤدي ذلك إلى تكوّن نصف موجة موقوفة داخل المزمار.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

آلة وترية طريقة صنع آلة وترية الفيزياء

الأهداف

1- صنع آلة وترية بسيطة.

2– استكشاف كيفية تغير درجة الصوت عندما تقوم بتغيير طول الوتر ودرجة شده.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– علبة كبيرة فارغة

– خطاف

– صلصال اللعب

– مسطرة

– شريط مطاطي

– قارورة بلاستيكية

– مجموعة من الأثقال، مثل عدد من العزقات المعدنية أو النقود المعدنية المتماثلة

 

خطوات العمل:

1- اغرس الخطّاف في العلبة أو ثبته بواسطة المطرقة على مسافة 1 – 2 بوصة (2.5 – 5 سم) باتجاه أحد جانبيها.

2– استخدم صلصال اللعب بتثبيت المسطرة على الطرف المقابل من العلبة بحيث تصبح ثابتة على امتداد طرفي العلبة.

3– قص قطعة من الشريط المطاطي واربط أحد طرفيه حول المسمار. اربط الطرف الآخر من الشريط المطاطي بالقارورة البلاستيكية الصغيرة. أسقط كمية قليلة من الأوزان في القارورة وعلقها من المسطرة. ضع العلبة عند طرف الطاولة لتسهيل العمل.

4- انقر بإصبعك على وتر الآلة (شريط المطاط) التي قمت بصنعها واستمع إلى النغمة الصوتية التي تصدرها.

5- حاول الآن أن تريد من أوزان التثقيل ولاحظ الفرق في النغمة الصادرة. جرب هذه الخطوة عدة مرات باستخدام أوزان مختلفة. وحاول إضافة الكمية نفسها من الأوزان في كل مرة. ماذا تلاحظ حول تغيّر النغمة؟

 

هناك ثلاث تجارب متابعة يمكنك القيام بها:

المتابعة (1)

ادخل خُطافاً آخر في العلبة بحيث يكون أقرب إلى المسطرة (ربما نصف المسافة بينهما) ثم كرر التجربة مع المطاطة والأوزان نفسها. لاحظ التغيير الذي سيطرأ على درجة الصوت.

 

المتابعة (2)

بدلا من استخدام الشريط المطاطي، حاول أن تستعمل مواد مطاطية مختلفة، مثل طوق أو حلقة مطاطية أو وتر بيانو أو وتر جيتار أو كمان قديم مهمل.

وقبل أن تبدأ التجربة، اكتشف فيما لو كانت المادة المستخدمة أكثر أم أقل مرونة من المطاط المرن.

(يمكنك التأكد من ذلك من خلال فحص مدى تمدد المادة المطاطية عندما تعلق الأوزان بها). ما مدى تأثير ذلك على النغمات الصوتية التي تصدرها آلتك؟

 

المتابعة (3)

اربط شريطاً مطاطياً بالمسمارين المختلفين لكي تصنع آلة بوترين مختلفي الطول.

علق وزنا صغيراً من الشريط المطاطي الأقل طولاً. هل تستطيع الآن أن تصدر النغمة ذاتها تقريبا من الشريط المطاطي الأطول؟ ما عدد الأوزان التي يترتب عليك إضافتها كي تقوم بذلك؟

 

تحليل النشاط:

تتوقف درجة أو تردد الصوت الناتج عن الأوتار على طول الوتر المستخدم وعلى مقدار الشد (أي قوة الشد المطبقة على الوتر) والمادة التي صُنع منها الوتر.

وإن أياً من هذه العوامل المختلفة يؤثر في طريقه تشكيل الموجة الموقوفة في الوتر، وبالتالي يؤثر في درجة الصوت الصادرة.

لابدّ أنك اكتشفت أنك عندما قمت بتقصير الوتر ارتفعت درجة النغمة الصوتية. وبوجه عام، تصدر الأوتار الطويلة نغمات لها درجة أقل من الأوتار القصيرة، لكن هذا ليس صحيحاً دائماً، فعندما وضعت وترين بطولين مختلفين جنباً إلى جنب.

 

لا بدّ أنك اكتشفت أنه بإمكانك إصدار النغمة نفسها من أي من الوترين بإضافة مزيد من الأوزان إلى الوتر الطويل كي تزيد من قوة شده، فكلما زاد الشد على الوتر أصبحت درجة الصوت المتكونة أكثر ارتفاعاً.

وربما اكتشفت أيضاً أنك تحتاج إلى زيادة مقدار الشد على الوتر الأطول لإصدار درجة نغمة الصوت ذاتها الناتجة عن الوتر الأقل طولاً.

ويقوم الموسيقيون بشدّ أو إرخاء أوتار آلاتهم الموسيقية بواسطة المفاتيح الموجودة على رقبة لوح المفاتيح لتغيير درجة النغمات الموسيقية.

 

وهناك طريقة أخرى لتغيير درجة الصوت تتمثل في تبديل المادة التي صُنعت منها الأوتار، فالمواد السميكة بوجه عام تصدر نغمات منخفضة مقارنة بالمواد الرفيعة.

ولا بدّ أنك لاحظت أن الطوق المطاطي السميك يصدر نغمات أخفض مما تصدره الأطواق المطاطية الأقل سماكة.

تحتوي آلة الكمان، مثلاً على أربعة أوتار متجاورة. يصدر الوتران اليساريان المسميان G وD النغمات الموسيقية المنخفضة.

 

وهذان الوتران سميكان ومصنوعان من المعدن، أما الوتران اليمينيان، المسميان A وE، فيصدران النغمات الموسيقية المرتفعة، ويتميزان بشكلهما الرفيع جداً ويُصنّعان من أمعاء الحيوانات.

يمكن تشكيل الاهتزازات – وبالتالي الأصوات – في الأوتار من خلال النقر عليها، كما في القيثارة والجيتار وأحياناً آلة "التشيلو" (الفيولونسيل) أو بضرب تلك الأوتار، كما في العزف على البيانو، أو الجرّ بالقوس بالنسبة للكمان و "الفيولونسيل".

 

ما العمل لو أنني لم أتمكن من الحصول على صوت جيد من الشريط المطاطي؟

قد تجد أن الشريط المطاطي السميك لا يصدر صوتاً اهتزازياً واضحاً كما هو الحال في أوتار الجيتار.

وإذا تعذر عليك إيجاد مطاط رفيع مناسب يمكنك استعمال طوق مطاطي بدلاً من ذلك.

وحاول أن تبتعد قليلاً عندما تنقر على المطاطة خشية من أن تنقطع أو استخدم وسيلة تحمي بها عينيك. كما يمكنك استخدام خيط سميك أو مجدول.

 

ضبط أوتار الآلات الموسيقية

غالباً ما تحتاج أوتار الآلات الموسيقية إلى إعادة ضبطها حيث ترتخي أوتارها المشدودة مع مرور الزمن بسبب الاهتزازات التي تحدث أثناء العزف عليها.

ويمكن أن يؤدي تغيير شد الأوتار إلى اختلافات أساسية في درجة النغمات، ما يجعل الآلة في وضع غير متناغم. وتشمل عملية الضبط شد الأوتار بشكل يكفي لإصدار النغمات الصحيحة.

 

إن النغمات الصادرة عن آلات النفخ الأنبوبية تعتمد على طول جسم الآلة الشبيه بالأنبوب، والذي لا يتعرض للتغيير على الإطلاق، لذلك لا تحتاج هذه الآلات إلى ضبط كما هو الحال في الآلات الوترية.

إن البيانو من الآلات الوترية التي تعمل عندما تضرب أوتارها مطارق صغيرة مربوطة بالمفاتيح. وأن ضبط أوتار البيانو عمل يحتاج إلى مهارة خاصة تتطلب دقة في الإصغاء إلى ضربات الصوت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الآلآت الموسيقية النغمات الأصوات الفيزياء

يمكن إصدار الأصوات بجعل الأوتار تهتز، لكن يجب أن تكون الأوتار مشدودة من الطرفين بحيث يتسنى نقرها أو ضربها أو جرّها بالقوس لبدء الاهتزاز.

نستطيع في النشاطين (4 و7) أن نرى كيف تصدر الأدوات الموسيقية الأنبوبية الأصوات عندما تنشئ جزيئات الهواء المهتزة موجات موقوفة داخل الأجسام المجوفة.

كما تصدر الآلات الوترية أيضا،ً كالكمان والجيتار والقيثارة والبيانو، أصواتها من خلال الموجات الموقوفة.

 

عندما تنقر على أحد أوتار الجيتار من الوسط تقريباً، تنتقل موجات من الطاقة الصوتية إلى الوتر في الاتجاهين بعيداً عن إصبعك.

وتستطيع أن ترى اهتزاز الوتر عند حصول هذه العملية. عندما تصل الموجات إلى النقاط، التي يكون الوتر مثبتاً فيها من الطرفين، لا نجد مكاناً آخر تتوجه إليه، لكن الطاقة لا يمكن أن تختفي بهذه البساطة.

وكما ترتد أمواج البحر التي تتحطم على حاجز المياه إلى البحر من جديد تنتقل موجات الطاقة على وتر الجيتار إلى الجهة التي انطلقت منها.

 

وعندما تتلاقى الموجتان تتحدان معاً لتكوّنا موجة موقوفة، كما يحتوي المزمار الذي يتكوّن من طرفين أحدهما مفتوح والآخر مغلق على موجة موقوفة طولها ربع طول موجي.

إن وتر الجيتار مثبت في نهايتيه، لكنه يستطيع أن يهتز من الوسط، وهذا يعني ان نهايتي الوتر يشكلان عقدة (ذات حد أدنى من الاهتزاز).

 

بينما تشكل النقطة الوسطى قمة الموجة (الحد الأقصى من الاهتزاز). وهكذا فإن طول الموجة الموقوفة التي تتشكل على وتر الجيتار تبلغ نصف طول موجي.

إن الموجة الموقوفة على وتر الجيتار هي التي تصدر الصوت الذي تستطيع سماعه، كما تؤدي هذه الموجة إلى إحداث رنين في جسم الآلة، ما يساعد على جعل الطبقة الموسيقية ذات صوت أشد ارتفاعاً.

 

التردد ودرجة الصوت

تحتوي الأجهزة الوترية الأكبر حجماً من آلة الجيتار مثل "التشيلو" (وهي كمان كبير معروفة أيضاً باسم الفيولونسيل) و"الدبل باس" (أكبر آلة ضمن أسرة الكمان) أوتاراً أطول من بقية الآلات الوترية.

عندما تهتز الأوتار الطويلة تكون الموجات الموقوفة التي تصدرها ذات طول موجي أكثر طولاً، لأن المسافة بين نهايتي الأوتار المثبتة أكبر. ويعني ذلك أن الأوتار الأكثر طولاً تصدر نغمات ذات درجة صوتية منخفضة.

 

إن درجة الصوت هي شكل آخر يمكن أن نصِفَ من خلالها صوت النغمة الموسيقية، فالنغمات المرتفعة (كتلك التي يؤديها الأطفال في غنائهم) تكون ذات درجة صوتية عالية، بينما تكون النغمات المنخفضة (كتلك التي تصدر عن رجل أكبر سناً) ذات درجة صوتية منخفضة.

والتردد هي كلمة مرادفها لعبارة درجة الصوت، حيث إن تردد أي نوع من أنواع الموجات يساوي عدد الاهتزازات التي تحدث بالثانية. وهي أيضاً مماثلة لعدد قمم الموجات التي تتحرك نحو نقطة محددة كل ثانية.

 

فلو جلست على رصيف بحري واستطعت أن تعد ثلاث ذرى أمواج، وهي تتحرك كل ثانية، ستجد أن تردد الأمواج المائية تساوي ثلاث موجات كاملة بالثانية.

ويُطلق على الموجة الكاملة اسم "الدورة"، لذلك نقول إن التردد هو ثلاث دورات بالثانية.

 

كيف يصدر الجيتار نغمات مختلفة؟

يحوي الجيتار ستة أو اثني عشر وتراً، ويصدر كل وتر نغمة مختلفة عند النقر عليه.

ويرجع اختلاف النغمات التي تصدرها الأوتار إلى سببين، أولهما الاختلاف في سماكة الأوتار، والسبب الثاني هو أن درجة إحكام شد الأوتار من خلال مفاتيح الضبط على رقبة الجيتار تختلف من وتر لآخر.

 

فالموجات الصوتية تنتقل على نحوٍ أسرع في الأوتار الرفيعة والمشدودة، لذلك فإن الأوتار التي تصدر نغمات ذات درجة صوتية أعلى تكون أرفع أو مشدود أكثر أو تكون أرفع ومشدودة أكثر معاً مقارنة بالأوتار التي تصدر نغمات ذات درجة صوتية منخفضة.

وتزداد نغمة الجيتار من حيث درجة الصوت عندما تنقل إصبعك على لوحة المفاتيح، فإذا قمت بالضغط على أحد الأوتار تصبح الموجة الموقوفة التي تتكون عند العزف على الوتر أقل طولا، ما يجعل الموجة الموقوفة ذات طول موجي أقصر، أي درجة صوتية أكثر ارتفاعاً.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

المسارح المدرجات الفنون والآداب الفيزياء

كانت المسارح في العالم القديم تقع غالباً في الأماكن المفتوحة.

لكنها كانت مصممة خصيصاً بحيث يتمكن كل متفرج من سماع كلام الممثلين وصوت الموسيقى المرافقة للمسرحيات.

تتألف كلمة (amphitheater) -التي تعود إلى أصل يوناني وتعني المدرّج – من مقطعين، أولهما هو (amphi) ويعني "حول". بينما يعني المقطع التاني "مسرح".

 

وتتألف هذه المدرجات من طبقات من المقاعد الدائرية المدرجة والمرتفعة. وكان هناك خط واضح للرؤية بين كل متفرج وخشبة المسرح، لذلك لم تكن هناك أي أجسام تمتص الصوت في طريقه نحو جمهور المستمعين.

كما كانت جوانب المدرج تبني بشكل مائل بحيث يظل جميع المتفرجين أقرب ما يمكن من خشبة المسرح.

 

وكان الصوت يسود جميع أرجاء المدرج، إذ إن كل شخص كان يسمع الصوت منعكساً إليه من أبعد أطراف المسرح.

لقد شُيّد هذا المسرح الضخم الذي يقع في مدينة "إبيداوروس" في القرن الثالث قبل الميلاد ويستطيع استيعاب 14.000 متفرج.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]