شــدة الصــــوت
تعريف شدة الصوت :
- هي الخاصية التي تميز بها الأذن بين الأصوات من حيث القوة والضعف
قياس شدة الصوت:
- تقاس شدة الصوت عند نقطة ما بمقدار الطاقة الصوتية الساقطة فى الثانية الواحدة عمودياً على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة .
وحدة قياس شدة الصوت :
- تقاس شدة الصوت بوحدة الوات / م2.
ملاحظات
1- قوة صوت الرجل أكبر من قوة صوت المرأة
2- الصوت القوى غليظ ومنخفض التردد والدرجة
3- الصوت الضعيف حاد وعالي التردد والدرجة
س : ما معنى أن شدة الصوت عند نقطة ما = 20 وات/ م2 ؟
- معنى ذلك أن مقدار الطاقة الصوتية الساقطة عمودية على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة في الثانية الواحدة = 20 وات .
ما معنى أن مقدار الطاقة الصوتية الساقطة عمودية على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة فى الثانية الواحدة = 100 وات
معنى ذلك أن شدة الصوت عند نقطة ما = 100 وات/ م2 ؟
علل: ارتفاع شدة بعض الأصوات وانخفاض البعض الآخر .
لأن الأصوات القوية تختلف عن الأصوات الضعيفة فى مقدار
الطاقة الصوتية التى تسقط على طبلة الأذن وتسبب اهتزازها
علل : تختلف الأصوات عن بعضها من حيث تأثيرها على طبلة الأذن قوة أو ضعفاً
- يرجع ذلك إلى مقدار الطاقة الصوتية التي تسقط على طبلة الأذن وتسبب اهتزازها .
العــوامل التي تؤثــر على شــدة الصــوت
1- المسافة 2- اتجاه الرياح 3- كثافة الوسط
4- مساحة السطح المهتز 5- سعة الاهتزازاة
المسافة بين الأذن ومصدر الصوت :
قانون التربيع العكسي :
- شدة الصوت عند نقطة ما تتناسب عكسياً مع مربع بعد هذه النقطة عن مصدر الصوت .
إذا فرض أن شدة الصوت هى ش
إذا فرض أن مربع المسافة ف2
- شدة الصوت تضعف تدريجياً كلما بعدنا عن مصدره.
علل : تقل شدة الصوت كلما بعدنا عن مصدر الصوت .
- لأن شدة الصوت عند نقطة ما تتناسب عكسياً مع مربع بعد هذه النقطة عن مصدر الصوت حسب قانون التربيع العكسي.
علل : تقل شدة الصوت إلى الربع عندما تزداد المسافة إلى الضعف .
- لأن شدة الصوت تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين مصدر الصوت والنقطة
( ش 1 / ف2 )
علل : تزداد شدة الصوت أربع مرات عندما تقل المسافة إلى النصف.
- لأن شدة الصوت تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين مصدر الصوت والنقطة
سعــة الاهتــزازة (الذبذبة) لمصــدر الصـــوت
تجربة :
خطوات العمل الملاحظة
1-احضر وتر مشدود بين قائمين مثبتين على قاعدة خشبية
2- اجذب الوتر من منتصفه مسافة صغيرة ثم اتركه اهتزاز الوتر بسعة اهتزازه صغيرة وصوت ضعيف
3- اجذب الوتر مسافة من منتصفة مسافة أكبر
اهتزاز الوتر مسافة أكبر من السابقة وصوت أعلى
*الاستنتاج :
تزداد شدة الصوت بزيادة سعة الاهتزازة
شدة الصوت تتناسب طرديا مع مربع سعة الإهتزازة
علل : تزداد شدة الصوت عند جذب الوتر لمسافة أكبر .
- لأنه عند جذب الوتر لمسافة أكبر تزداد سعة الاهتزازة فتزداد شدة الصوت بزيادة سعة الاهتزازة .
- لآن شدة الصوت تتناسب طرديا مع مربع سعة الاهتزازة
علل شدة الصوت في وتر سعة اهتزازته 6سم = شدة الصوت فى وتر سعة اهتزازته 3 سم 4 مرات
- لان شدة الصوت تتناسب طرديا مع مربع سعة الاهتزازة
علل إذا كانت شدة الصوت الناتجة من وتر سعة اهتزازته 4سم تساوى 20 وات / م2 فأنة شدة الصوت الناتجة من وتر سعة اهتزازاته 2سم = 5 وات /م2
- لان شدة الصوت تتناسب طرديا مع مربع سعة الاهتزازة
علل : تحدث الطبلة صوتاً مرتفعاً عندما نقرعها بشدة .
-يرجع ذلك لزيادة مقدار الطاقة الصوتية التي تسقط على طبلة الأذن وتسبب اهتزازها.
- لان سعة الاهتزازة تزداد في حالة القرع على الطبلة بشدة
- شدة الصوت تتناسب طرديا مع مربع سعة الاهتزازة
علل : صوت المدفع أعلى من صوت البندقية .
- لان سعة الاهتزازة في حالة صوت المدفع اكبر من البندقية
- شدة الصوت تتناسب طرديا مع مربع سعة الاهتزازة
- لأن مقدار الطاقة الصوتية الساقطة على طبلة الأذن في حالة المدفع أعلى من البندقية
كثافة الوسط الذي ينتقل خلالها الصوت
تجربة :
خطوات العمل الملاحظة
1- ضع جرس كهربي داخل ناقوس مخلخلة الهواء و شغل الجرس
سماع صوت
الجرس بوضوح
2-شغل مخلخلة الهواء مع سماع صوت الجرس انخفاض شدة الصوت تدريجياً مع نقص كمية الهواء تدريجياً حتى يتلاشى الصوت عندما يفرغ الناقوس من الهواء تماماً
3- أدخل فى الناقوس غاز ثانى أكسيد الكربون بدلاً من الهواء وشغل الجرس - شدة صوت الجرس فى حالة ثانى أكسيد الكربون أكبر من الهواء
الاستنتاج :
شدة الصوت تتناسب طردياً مع كثافة مادة الوسط
علل : شدة الصوت فى CO2 أكبر من شدة الصوت فى الهواء .
- لأن كثافة ثاني أكسيد الكربون أكبر من كثافة الهواء .
علل : تقل تدريجياً شدة صوت الجرس الموضوع داخل مخلخلة الهواء عند تشغيلها .
- لأنه عند تشغيل مخلخلة الهواء تقل كثافة الهواء تدريجياً .
اتجاه الرياح
تجربة
خطوات العمل الملاحظة الاستنتاج
1- احضر مروحة كهربية قوية ومصدر صوت (جرساً كهربياً مثلاً)
2- ضع مصدر الصوت (الجرس) أمام مروحة وعلى بعد متر واحد منها
3- شغل كلاً من المروحة والجرس بحيث يعملان معاً
4- قف على مسافة معينة من مصدر الصوت مرة فى اتجاه هواء المروحة ومرة أخرى فى عكس اتجاه هواء المروحة . -الصوت الواصل مع اتجاه هواء المروحة (الرياح) يكون قوى .
-الصوت الواصل في عكس اتجاه هواء المروحة (الرياح) يكون ضعيف . شدة الصوت تزداد مع اتجاه الرياح وتضعف مع عكس اتجاه الرياح .
مساحـــــــة السطــــــح المهتــــز
تجربة
خطوات العمل الملاحظة الاستنتاج التفسير
1- احضر شوكة رنانة وصندوق رنان
2-اطرق الشوكة الرنانة
وامسكها بيدك واستمع إلى الصوت الصادر منها
3-اطرق الشوكة الرنانة مرة أخرى وضعها على صندوق رنان واستمع إلى الصوت الصادر عنها -فى الحالة الأولى : نسمع صوت ضعيف .
-في الحالة الثانية : نسمع صوت شديد .
-أي أن شدة الصوت في الحالة الثانية أكبر من شدة الصوت في الحالة الأولى .
-تزداد شدة الصوت عند وضع الجسم المهتز على صندوق رنان
-شدة الصوت تتناسب طرديا مع مساحة السطح المهتز .
عند اهتزاز الشوكة الرنانة تسبب اهتزاز الصندوق الرنان فتزداد مساحة السطح المهتز فتزداد شدة الصوت .
علل : تزداد شدة الصوت عند ملامسة مصدر الصوت لصندوق رنان .
- لأن عند اهتزاز مصدر الصوت يهتز الصندوق الرنان فتزداد مساحة السطح المهتز فتزداد شدة الصوت .
علل : تثبت الأوتار في الآلات الموسيقية على صندوق رنان .
- لأنه عندما يهتز الوتر يهتز الصندوق الرنان فتزداد مساحة السطح المهتز فتزداد شدة الصوت .
علل : تزداد شدة الصوت الصادر من شوكة رنانة عند وضعها على صندوق رنان .
- لأنه عندما تهتز الشوكة الرنانة يهتز الصندوق الرنان فتزداد مساحة السطح المهتز فتزداد شدة الصوت .
علل : شدة الصوت تزداد مع اتجاه الرياح .
- لأن حركة جزيئات الوسط فى اتجاه الرياح سريعة .