أنواع مختلفة من الموجات الصوتية

أنواع الموجات الصوتية

تقسم الموجات الصوتية إلى ثلاثة أنواع رئيسية: الموجات الطولية، موجات الضغط، والموجات الميكانيكية. فيما يلي توضيح لهذه الأنواع وسماتها البارزة، بالإضافة إلى آلية انتقال كل نوع منها:

الموجات الصوتية الطولية

تُعرف الموجات الطولية بأنها تلك التي تتحرك فيها جسيمات الوسط بشكل موازي لاتجاه انتقال الطاقة. يعتبر الصوت في الهواء مثالاً نموذجياً على هذا النوع، حيث تهتز الجسيمات التي تنقل الصوت تبعاً للاهتزاز الطولي المرافق لانتشار الموجة الصوتية.

الموجات الصوتية الميكانيكية

تشير الموجات الميكانيكية إلى الموجات التي تعتمد على تذبذب المادة نفسها، مما يعني أنها تستمد طاقتها من الوسط الذي تنتشر فيه. من الأمثلة على الموجات الميكانيكية في الطبيعة: موجات الماء، الموجات الصوتية، الموجات الزلزالية، بالإضافة إلى موجات المياه الداخلية الناتجة عن اختلافات الكثافة في المسطحات المائية. وتنقسم الموجات الميكانيكية إلى ثلاثة أنواع:

• الموجات المستعرضة.
• الموجات الطولية.
• الموجات السطحية.

موجات الضغط

تتكون الموجة الصوتية من نمط دوري من المناطق ذات الضغط العالي والمنخفض، والتي تتحرك عبر وسط ما، وهذا ما يُعرف بموجات الضغط. عند استخدام كاشف لتحديد موجة الضغط الصوتية، يمكن الكشف عن تقلبات الضغط، إذ يصطدم الكاشف بالموجة الصوتية، حيث يكتشف أولاً ضغطاً مرتفعاً عند وصول الموجة، ثم يتبع ذلك ارتفاع الضغط الطبيعي، ثم ضغط منخفض مع مرور الموجة. وبالتالي، يمكن ملاحظة تقلبات الضغط بشكل دوري ومنظم.

لماذا يعد الصوت موجة ميكانيكية؟

تتحرك الموجات الصوتية عبر الهواء من خلال إزاحة جسيمات الهواء في تفاعل متسلسل. فعند إزاحة جسيم واحد من موضع توازنه، يقوم بدفع الجسيمات المجاورة مما يؤدي إلى إزاحتها عن توازنها، ومع استمرار هذه العملية، ينتقل الاضطراب عبر الوسط. وهذا يبرر طبيعة الطاقة الصوتية كموجة ميكانيكية.

أهمية الموجات الصوتية واستخداماتها

لا يمكن للبشر التواصل لفظيًا دون وجود الموجات الصوتية. حيث تعمل الحبال الصوتية في جسم الإنسان على إنتاج موجات صوتية تُنقل عبر الهواء إلى آذان المستمعين. كما تعتمد التقنيات الحديثة مثل أجهزة الراديو والتلفزيون على نفس المفهوم الأساس لنقل الصوت. علاوة على ذلك، يستخدم العلماء الموجات الصوتية في أجهزة السونار لاستكشاف المحيطات. إذ تقوم أجهزة السونار بإرسال موجات صوتية ترتد إلى المصدر عند اصطدامها بجسم ما، مما يمكن العلماء من تحديد حجم ومسافة الجسم المعني.

أهمية الوسيط لانتقال الموجات الصوتية

تتطلب الموجات الصوتية وجود وسيط أو مادة للانتقال عبرها. فعلى سبيل المثال، لا يمكن لأحد أن يسمع صوتك إذا صرخت في الفضاء، وهذا قد يبدو مخيفًا، لكنه ليس مفاجئًا. إذ إن الصوت يعتمد على اهتزازات في الهواء، وعند غياب الهواء، تنعدم هذه الاهتزازات وبالتالي لا يُمكن للصوت أن ينتقل لغياب الوسيط.