الموجات الصوتية وأجزاء الأذن

ما هو الصوت؟ الصوت هو سبب الاهتزازات. يتم تحديد درجة الصوت وحجم الصوت الناتج بواسطة حجم وسرعة هذه الاهتزازات. تطورت آذان البشر لجمع ومعالجة الصوت ، مما يسمح لنا أن نسمع. يستخدم الصوت لمجموعة من الأشياء المختلفة ، مثل التصوير الطبي والسونار. سيستمتع الطلاب باستخدام الأنشطة التالية لإنشاء مخططات وفهم الموجات الصوتية واستخداماتها.

مخطط الأذن

عرض النشاط

التعرف على أجزاء من الأذن

عرض النشاط

مفردات اللغه

عرض النشاط

كاتب المناقشة

عرض النشاط

تغيير الملعب والحجم

عرض النشاط

كيف يتم استخدام الصوت؟

عرض النشاط

معلومات خلفية الصوت

لقد تم صنع كل شيء سمعناه من خلال اهتزاز تم نقل طاقته إلى آذاننا باستخدام موجات طولية. الأمواج الطولية هي عبارة عن موجات حيث تهتز جزيئات المتوسط في نفس اتجاه الاتجاه الذي تسير فيه الموجة. يمكن أن تنتقل الموجات الصوتية عبر المواد الصلبة والسوائل والغازات. ومع ذلك ، نظرًا لأنهم يحتاجون إلى وسيلة للتنقل عبرها ، فإن الموجات الصوتية لا يمكنها الانتقال عبر فراغ.

تنتقل الموجات الصوتية بشكل أسرع في المواد الصلبة نظرًا لأن الجزيئات أقرب إلى بعضها البعض ولديها روابط قوية. ينتقل الصوت بسرعة 340 م / ث في الهواء و 1560 م / ث في الماء و 5000 م / ث في الصلب. هذا أبطأ بكثير من سرعة الضوء ، والتي هي 3 × 10 ⁸ م / ث (300،000،000 م / ث). هذا ما يفسر لماذا نرى وميض البرق أولاً ثم نسمع قعقعة الرعد. مثل الموجات الأخرى ، مثل الموجات الكهرومغناطيسية ، يمكن أن تنعكس الموجات الصوتية ، تنكسر ، وتشتت. تُعرف الموجات الصوتية المنعكسة باسم "أصداء".

حجم والملعب من صوت يتعلق شكل الموجة الصوتية. يرتبط ارتفاع صوت الموجة بسعة الموجة. كلما كانت السعة أكبر ، كان الصوت أعلى. يرتبط الملعب بتردد الموجة ، والذي يقاس في هيرتز. الموجة ذات التردد العالي لها درجة عالية. على الرغم من أننا لا نستطيع رؤية الموجات الصوتية ، إلا أننا نستطيع استخدام الذبذبات المتصلة بالميكروفون لإنتاج تمثيل مرئي للموجات. باستخدام الذبذبات ، يمكننا مقارنة درجة الصوت والارتفاع في الموجات المختلفة.

يتراوح السمع البشري العادي من 20 هرتز و 20000 هرتز (20 كيلو هرتز). يختلف نطاق السمع من شخص لآخر ، مع انخفاض النطاق مع تقدم الإنسان في السن. يُعرف الصوت الذي يزيد تردده عن 20 كيلو هرتز بالموجات فوق الصوتية ؛ الأصوات التي لها تردد أقل من 20 هرتز تعرف باسم الصوتي. الموجات فوق الصوتية لديها مجموعة من الاستخدامات العملية. يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية للتحقق من تقدم الحمل. بخلاف الأشعة السينية المؤينة ، فإن الموجات فوق الصوتية لن تؤذي الجنين. كما أنها تستخدم من قبل بعض الحيوانات ، مثل الخفافيش والدلافين ، لتحديد موقع الأشياء. ترسل هذه الحيوانات نبض الموجات فوق الصوتية ثم تستمع إلى الصدى. يعطي فارق التوقيت وموقع هذه الموجة المنعكسة الحيوانات فكرة عن مكان وجود الكائن.

تم تكييف آذان الإنسان لتحديد الأصوات بشكل جيد. وجود أذنين يسمح للبشر بالعمل على تحديد الاتجاه الذي يصدر منه الصوت. يلوح الجزء الخارجي من الأذن ، المعروف باسم pinna ، بتدفق الصوت إلى داخل قناة الأذن. توجد في نهاية قناة الأذن قطعة رقيقة جدًا من الجلد تعرف باسم طبلة الأذن. تتسبب موجات الصوت في اهتزاز طبلة الأذن. توجد في الجانب الآخر من طبلة الأذن ثلاث عظام صغيرة جدًا ، تُعرف مجتمعة باسم العظم. وتسمى هذه العظام الثلاثة المطرقة ، والسندان ، والركاب ، المسمى بأشكالها. يتم ترتيب هذه العظام بطريقة تضخيم الاهتزازات. يتم توصيل الركيزة بالقوقعة ، المليئة بالسوائل التي تحول الاهتزازات إلى إشارات كهربائية. ثم يتم نقل هذه الإشارات إلى الدماغ عبر العصب السمعي.

أسئلة أساسية للصوت

1. ما هو الصوت؟
2. كيف يمكنك تغيير الصوت؟
3. لماذا لا تسمع في الفضاء؟
4. كيف يمكن أن يكون الصوت مفيدا؟
5. هل نسمع نفس الحيوانات الأخرى؟

الأسئلة الشائعة حول الموجات الصوتية وأجزاء الأذن

ما هو الصوت وكيف يتم إنتاجه؟

الصوت يُنتج بواسطة اهتزازات تنتقل عبر وسيط، مثل الهواء أو الماء أو المواد الصلبة. تخلق هذه الاهتزازات موجات صوتية يكتشفها ويشرحها آذاننا كصوت.

لماذا لا يمكنك سماع الصوت في الفضاء؟

لا يمكنك سماع الصوت في الفضاء لأن موجات الصوت تحتاج إلى وسيط مثل الهواء أو الماء للسفر. الفضاء هو فراغ، مما يعني أنه لا توجد جزيئات لتحرك الاهتزازات من خلالها، لذلك لا يُسمع الصوت.

كيف يرتبط التردد والحجم بموجات الصوت؟

التردد يحدد بواسطة تردد الموجة الصوتية، بينما يعتمد الحجم على السعة. تردد أعلى يعني نغمة أعلى، وسعة أكبر تعني صوتًا أعلى.

ما هي الاستخدامات العملية للأشعة فوق الصوتية في الحياة اليومية؟

الأشعة فوق الصوتية تُستخدم في التصوير الطبي (مثل فحوصات الحمل)، ومن قبل الحيوانات مثل الخفافيش والدلافين للمساعدة في الملاحة وتحديد المواقع باستخدام الصدى.

كيف تكتشف الأذان البشرية وتعالج الصوت؟

تجمع الأذان البشرية موجات الصوت عبر صيوان الأذن، وتوجهها إلى طبلة الأذن، التي تهتز. يتم تعزيز هذه الاهتزازات بواسطة العظام الصغيرة وتحويلها إلى إشارات كهربائية في القوقعة، ثم تُرسل إلى الدماغ عبر العصب السمعي.