الموجات الصوتية وخصائصها وتطبيقاتها - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

تشترك الموجات الصوتية مع الموجات الأخرى في خصائصها العامة، مثل انعكاسها عن الأجسام الصلبة، كجدران غرفة مثلاً. وتسمى موجات الصوت المنعكسة عند وصولها إلى مصدرها الصدى. ويمكن استخدام الزمن الذي يحتاجه الصدى حتى يعود إلى مصدر الصوت في إيجاد المسافة بين مصدر الصوت والجسم الذي انعكس عنه. ويستخدم هذا المبدأ الخفافيش، وبعض الكاميرات، وبعض السفن التي تستخدم السونار. ومن الممكن أن تتداخل موجتان صوتيتان مما يؤدي إلى نشوء بقع تدعى البقع الميتة، ويكون موقعها عند العقد، حيث يكون الصوت عندها ضعيفاً جداً. ويرتبط تردد الموجة وطولها الموجي بسرعتها، كما درست في الفصل السابق، من خلال المعادلة الآتية: λ = v/f--- SECTION: مسائل تدريبية --- مسائل تدريبية--- SECTION: 1 --- Question Text: ما الطول الموجي لموجة صوتية ترددها 18 Hz تتحرك في هواء درجة حرارته 20°C؟ (يعد هذا التردد من أقل الترددات التي يمكن للأذن البشرية سماعها).--- SECTION: 2 --- Question Text: إذا وقفت عند طرف واد وصرخت، وسمعت الصدى بعد مرور 0.80 s، فما عرض هذا الوادي؟--- SECTION: 3 --- Question Text: تنتقل موجة صوتية ترددها 2280 Hz وطولها الموجي 0.655 m، في وسط غير معروف. حدد نوع الوسط.--- SECTION: الكشف عن موجات الضغط Detection of Pressure Waves --- الكشف عن موجات الضغط Detection of Pressure Wavesتحول كاشفات الصوت الطاقة الصوتية - الطاقة الحركية لجزيئات الهواء المهتزة - إلى شكل آخر من أشكال الطاقة. ويعد الميكروفون أحد الكاشفات الشائعة؛ حيث يحول طاقة الموجات الصوتية إلى طاقة كهربائية. ويتكون الميكروفون من قرص رقيق يهتز استجابة للموجات الصوتية، وينتج إشارة كهربائية. وستدرس عملية التحويل هذه في المقررات اللاحقة، خلال دراستك لموضوع الكهرباء والمغناطيسية.--- SECTION: الربط مع الأحياء --- الأذن البشرية تعد الأذن البشرية، كما في الشكل 3-3، كاشفاً يستقبل موجات الضغط، ويحولها إلى نبضات كهربائية؛ حيث تدخل الموجات الصوتية القناة السمعية، وتُسبب اهتزازات لغشاء طبلة الأذن، ثم تنقل ثلاثة عظام دقيقة هذه الاهتزازات إلى سائل في القوقعة الحلزونية ترددات معينة في السائل، وتلتقط شعيرات دقيقة تبطن القوقعة الحلزونية ترددات معينة في السائل المتذبذب، فتنشط هذه الشعيرات الخلايا العصبية، والتي ترسل بدورها نبضات - سيالات عصبية - إلى الدماغ، وتولد الإحساس بالصوت. تستشعر الأذن الموجات الصوتية لمدى واسع من الترددات، وهي حساسة لمدى كبير جداً من السمعات. كما يستطيع الإنسان التمييز بين أنواع مختلفة من الأصوات. لذا يتطلب فهم آلية عمل الأذن معرفة بالفيزياء والأحياء. ويعد تفسير الأصوات في الدماغ أمراً معقداً، وما زالت الأبحاث مستمرة لفهمه بصورة تامة.--- VISUAL CONTEXT --- **TABLE**: الجدول 1-3 سرعة الصوت في أوساط متعددة Description: Table showing the speed of sound in various media at different temperatures. Table Structure: Headers: m/s | الوسط Rows: Row 1: 331 | الهواء (0°C) Row 2: 343 | الهواء (20°C) Row 3: 972 | الهيليوم (0°C) Row 4: 1493 | الماء (25°C) Row 5: 1533 | ماء البحر (25°C) Row 6: 3560 | النحاس (25°C) Row 7: 5130 | الحديد (25°C) Data: The table lists different media (air, helium, water, seawater, copper, iron) and their corresponding speed of sound in m/s, along with the temperature at which the measurement was taken. Key Values: Air (0°C): 331 m/s, Air (20°C): 343 m/s, Helium (0°C): 972 m/s, Water (25°C): 1493 m/s, Seawater (25°C): 1533 m/s, Copper (25°C): 3560 m/s, Iron (25°C): 5130 m/s Context: This table provides empirical data on the speed of sound in different states of matter and at varying temperatures, which is crucial for solving problems related to sound wave propagation and understanding how medium properties affect sound speed.**DIAGRAM**: الشكل 3-3 تعد الأذن البشرية أداة إحساس معقدة؛ إذ تترجم اهتزازات الصوت إلى سيالات عصبية ترسل إلى الدماغ لتفسيرها. وهناك ثلاثة عظام في الأذن الوسطى، هي: المطرقة، والسندان، والركاب. Description: A detailed anatomical diagram of the human ear, illustrating its main components including the outer, middle, and inner ear structures. Key parts like the auditory canal, eardrum, ossicles (malleus, incus, stapes), cochlea, and auditory nerve are labeled. Context: This diagram visually supports the text in the 'الربط مع الأحياء' section, explaining the biological mechanism of hearing by showing how sound waves are converted into electrical signals in the ear and transmitted to the brain. It connects the physics of sound with human biology.