هل تعلم ” كيف ينشأ الصوت عند الانسان ؟ “

كيف ينشأ الصوت عند الانسان عندما يتكلم

يمكنك أن تشعر أن الكلام ينطوي على اهتزاز، حيث أن الحبال الصوتية عبارة عن سديلات مطاطية من الجلد في حلقك تهتز لتصدر صوتًا، وعند التحدث، تتحرك هذه الحبال مما يجعلها تهتز ، ويجب أن تكون الحبال الصوتية في حالة جيدة حتى يكون الكلام واضحًا وصاخبًا، ويحاكي خروج الهواء من البالون كيفية مرور الهواء عبر الحبال الصوتية لإنتاج الصوت.ونقوم بتغيير الأصوات التي نصدرها عن طريق شد وتقليص العضلات المتصلة بأحبالنا الصوتية، فعلى سبيل المثال، الأصوات الموجودة في كلمة “جووول” تمد الحبال الصوتية بطرق مختلفة ، وعندما يتم شد الحبال الصوتية فإننا نصدر أصواتًا عالية ، بينما عندما تكون مرتخية نقوم بإصدار أصوات أقل.ويوضح ضبط الشد في فتحة البالون عند خروج الهواء كيفية تغيير درجة الصوت ، فعندما يتم إجبار الهواء على الخروج من البالون أو الفتحة الضيقة للوسادة الصاخبة ، فإنه يجعل الحبال الصوتية تهتز ، وهذا بدوره يجعل الهواء المحيط بهذه الحبال يهتز ، وتنتقل الموجات عبر الهواء إلى أذنيك، ويترجم ذلك إلى صوت، مع العلم أن عدد الحبال الصوتية عند الانسان  هو اثنين.وعندما تتحدث ، فإنك تستخدم عضلات لسانك وشفتيك وفكك وبلعومك لتحويل اهتزازات الحبال الصوتية إلى كلمات، ويحاكي ضبط عنق و “فم” البالون كيف تتغير أصوات البشر من خلال إجراءات تشريحهم.[1]

ما هو الصوت

الصوت عبارة عن موجة طولية ميكانيكية ، ويحدث هذا بسبب الاهتزاز ذهابًا وإيابًا لجزيئات الوسط الذي تتحرك الموجة الصوتية من خلاله ، وتعمل اهتزازات الجسم على ضبط الجسيمات الموجودة في الوسط المحيط في حركة اهتزازية ، مما يتسبب في اكتشاف المستقبلات السمعية لها، وهذا يسمى الصوت.ويحتاج الصوت إلى وسيلة للتنقل ، ويمكنه السفر عبر أي وسيط، لكنه لا يمكنه السفر عبر الفراغ، فالصوت غائب في الفضاء الخارجي ، حيث لا توجد وسيلة لتحمل اهتزازات الصوت ، وعندما تكون الاهتزازات سريعة ، تسمع نغمة عالية، وعندما تكون الاهتزازات بطيئة ، فإنها تنشئ نغمة منخفضة.[2]ويجب أن تبدأ دراسة الصوت بخصائص الموجات الصوتية ، وهناك نوعان أساسيان من الموجات ، المستعرضة والطولية ، وهي متباينة حسب الطريقة التي تنتشر بها الموجة ، ففي الموجة المستعرضة ، مثل الموجة المتولدة في حبل ممتد عندما يتذبذب أحد طرفيه ذهابًا وإيابًا.وتكون الحركة التي تشكل الموجة عمودية أو عرضية على الاتجاه “على طول الحبل” الذي تتحرك فيه الموجة، ويتم إنشاء عائلة مهمة من الموجات المستعرضة بواسطة مصادر كهرومغناطيسية مثل الضوء أو الراديو، حيث تتأرجح المجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تشكل الموجة بشكل عمودي على اتجاه الانتشار.[4]

مكونات الموجة الصوتية

يمكن أن تبدأ مناقشة الموجات الصوتية وانتشارها بفحص موجة مستوية لتردد واحد يمر عبر الهواء ، والموجة المستوية هي موجة تنتشر عبر الفضاء كمستوى ، وليس كمجال ذي نصف قطر متزايد ، وعلى هذا النحو ، فهو لا يمثل الصوت تمامًا، يمكن سماع موجة من التردد الفردي كصوت نقي مثل ذلك الناتج عن الشوكة الرنانة التي تم ضربها برفق، وكنموذج نظري، فإنه يساعد في توضيح العديد من خصائص الموجة الصوتية ، ومكوناتها هي :[2]

الطول الموجي: يتم إنشاء موجة صوتية بسبب تغيرات الضغط التي تسببها الاهتزازات، وهناك مناطق ضغط منخفض ومناطق ضغط مرتفع ، ويتم تمثيل مناطق الضغط المرتفع على شكل قمم ومناطق الضغط المنخفض كأحواض ، ويشار إلى المسافة المادية بين قمتين أو قاع متتاليين في موجة صوتية بطول الموجة.

السعة: في الموجات الصوتية ، تشير السعة إلى حجم الضغط أو التمدد الذي يمر به الوسط الذي تنتقل فيه الموجة الصوتية، والسعة العالية تعني ضوضاء عالية، والسعة المنخفضة تعني انخفاض الصوت.

التردد: تشير النغمة / التردد في الموجة الصوتية إلى معدل اهتزاز صوت معين ينتقل عبر الهواء، ويتم حسابه في عدد الدورات في الثانية، ويتم حساب السرعة من خلال ضرب التردد في الطول الموجي.

أنواع الصوت

يمكن أن يكون الصوت من أنواع مختلفة، ناعم، مرتفع، لطيف، غير سار، موسيقي، مسموع (يمكن سماعه)، غير مسموع (لا يمكن سماعه) ، إلخ ، وقد تندرج بعض الأصوات في أكثر من فئة واحدة ، على سبيل المثال، الصوت الناتج عند إقلاع الطائرة مرتفع وغير محبب في نفس الوقت ، ومن ناحية أخرى ، قد لا يكون الصوت الناتج عن قاطع الرخام مرتفعًا ، ولكن قد يجده البعض مزعجًا وغير سار ، ويمكن تقسيم الأصوات إلى التالي:[3]

الأصوات غير المسموعة : هي أصوات لا تستطيع الأذن البشرية رصدها، حيث تسمع الأذن البشرية ترددات بين 20 هرتز و 20 كيلوهرتز، ولا يمكننا سماع موجات صوتية ذات تردد أقل من 20 هرتز وأكثر من 20000 هرتز، وتعرف الأصوات التي ترددها يقل عن 20 هرتز بالأصوات تحت الصوتية، وتستخدم الأفيال الأصوات بالموجات فوق الصوتية للتواصل مع القطعان على بعد 100 كيلومترات.

الأصوات المسموعة : تعرف الأصوات التي يرتفع ترددها عن 20 كيلو هرتز بالموجات فوق الصوتية، ويمكن للكلاب والخفافيش سماع أصوات عالية التردد، وهو ما لا يمكننا سماعه.

الأصوات الموسيقية : نجد بعض الأصوات ممتعة ونربطها بالموسيقى، ففي الصوت الموسيقي، يوجد عدد من الترددات الموجودة بنسب أو علاقة محددة ببعضها البعض ، وعلى نطاق واسع ، يتم تصنيف الآلات الموسيقية إلى الفئات الثلاث التالية :

الآلات الوترية مثل الكمان ، والجيتار ، والسيتار ، ينتج الصوت بواسطة وتر اهتزازي، ويتم تغيير حدة الصوت أو حدته عن طريق تغيير طول الجزء المهتز من الوتر، على سبيل المثال، يقرع عازف السيتار الوتر باليد اليمنى بينما يتم تغيير درجة الصوت الناتج عن طريق الضغط على الوتر بإصبع السبابة في اليد اليسرى، وتحتوي هذه الأدوات أيضًا على غرفة هواء ، مما يساعد على زيادة ارتفاع الصوت الناتج.آلات النفخ مثل البوق والفلوت والهارمونيكا، ينتج الصوت عن طريق عمود الهواء المهتز داخل الآلة، ويتم تغيير درجة الصوت من خلال تغيير طول عمود الهواء المهتز.أنواع مختلفة من الصوت في آلات الإيقاع مثل الطبلة، والدوف، والصوت ينتج عن اهتزاز الجلد أو الغشاء، ويتم تغيير درجة الصوت (إلى حد ما) عن طريق زيادة أو تقليل التوتر في الغشاء.

حقائق مثيرة للاهتمام حول الصوت

ينتقل الصوت عند 340.29 م / ثانية عند مستوى سطح البحر و 20 درجة مئوية، وتُعرف الأصوات ذات الترددات الأعلى من الأصوات المسموعة بالأصوات فوق الصوتية.

تستخدم الخفافيش والحيتان والدلافين والكلاب الصوت فوق المسموع لتحديد موقع الصدى، للعثور إما على موقعهم أو للعثور على الطعام أو الفريسة أو الأعداء والخطر أو تحديد موقعهم والتنقل.

يمكن للقط أن تسمع أصواتًا عالية التردد أعلى بمقدار 2 أوكتاف من البشر.

تتواصل الافيال في موجات صوتية بترددات منخفضة لا تستطيع آذان الإنسان اكتشافها.

تسمى دراسة الموجات الصوتية بالصوتيات، والذباب غير قادر على سماع أي أصوات.[2]