أنواع الموجات الصوتية
تصنف الموجات الصوتية إلى ثلاثة أصناف رئيسية، وهي: الموجات الطولية، وموجات الضغط، والموجات الميكانيكية. سنقدم فيما يلي لمحة عن كل نوع وخصائصه البارزة، بالإضافة إلى آلية انتقاله:
الموجات الصوتية الطولية
تُعرف الموجة الطولية بأنها الموجة التي يكون فيها اتجاه حركة جزيئات الوسط موازياً لاتجاه انتقال الطاقة. على سبيل المثال، الموجات الصوتية في الهواء تُعتبر مثالاً حياً على هذا النوع، حيث تهتز الجزيئات الناقلة للصوت بشكل متوازي مع اتجاه الموجة الصوتية.
الموجات الميكانيكية
الموجة الميكانيكية ترتبط بتذبذب المادة، مما يعني أنها تحتاج إلى وسط لنقل الطاقة من خلاله. من بين الأمثلة الشائعة على الموجات الميكانيكية نجد: موجات المياه، الموجات الصوتية، والموجات الزلزالية. كما تتنوع الموجات الميكانيكية إلى ثلاثة أنواع رئيسية، وهي:
- الموجات المستعرضة.
- الموجات الطولية.
- الموجات السطحية.
موجات الضغط
تتشكل الموجات الصوتية من نمط متكرر من المناطق ذات الضغط العالي والمنخفض التي تنتقل عبر الوسط. هذه الموجات تُعرف بموجات الضغط. عند استخدام جهاز للكشف عن هذه الموجات، يمكن للجهاز رصد تقلبات الضغط الناتجة عن تفاعل الموجات الصوتية. حيث يُلاحَظ ضغط مرتفع في اللحظة التي تصل فيها الموجة إلى جهاز الكشف، وفي اللحظة التي تعقبها، يمكن للجهاز أن يشير إلى ضغطٍ طبيعي.
يتبع ذلك ذات الضغط المنخفض الذي يتوافق مع وصول تذبذب جديد إلى جهاز الكشف، مما يُشير إلى وجود تقلبات ضغط تحدث بشكل دوري ومنتظم.
لماذا يُعتبر الصوت موجة ميكانيكية؟
تنتقل الموجات الصوتية عبر الهواء من خلال إزاحة جزيئات الهواء، حيث إن تحريك جزيء واحد يدفع الجزيئات المجاورة له، مما يؤدي إلى انزياحهم عن مواضع توازنهم. وباستمرار هذه الاهتزازات الميكانيكية، ينتقل الاضطراب عبر الوسط، مما يدل على أن الطاقة الصوتية تعتبر موجة ميكانيكية.
أهمية الموجات الصوتية واستخداماتها
يستحيل على البشر التواصل الشفهي بدون الموجات الصوتية. حيث تقوم الحبال الصوتية بإنتاج هذه الموجات التي تنتقل عبر الهواء إلى آذان المستمعين. كما تستخدم التقنيات الحديثة مثل أجهزة الراديو والتلفزيون نفس المبدأ الأساسي لنقل الصوت. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد العلماء على الموجات الصوتية في أجهزة السونار لاستكشاف أعماق المحيطات، حيث تُرسل هذه الأجهزة الموجات الصوتية التي ترتد إلى المصدر عند اصطدامها بجسم ما، مما يساعد العلماء في تحديد حجم ومسافة الجسم.
دور الوسيط في انتقال الموجات الصوتية
تتطلب الموجات الصوتية وجود وسط أو مادة لنقلها، حيث لا يمكن لأحد سماعك إذا صرخت في الفضاء، وهذا أمر يمكن أن يبدو مخيفاً ولكنه ليس مفاجئًا. فإذا كانت الموجات الصوتية هي اهتزازات تحدث في الوسط الهوائي، فإن غياب الهواء يعني عدم حصول اهتزازات وبالتالي عدم إمكانية نقل الصوت بسبب عدم وجود وسيط.
