آكوستيك (Acoustic) چيست؟

آكوستيك (Acoustic) چيست؟

كسي كه از مباحث علم فيزيك اطلاع داشته باشد، مي*داند كه موضوع ارتعاش و موج در اغلب مباحث فيزيك و مكانيك يا بطور مستقيم وارد است يا وسيله و ابزاري براي استدلال و فهم موضوعات ديگر است. اگر گفته شود كه: بدون اطلاع از خواص ارتعاشات تحصيل علم فيزيك و مكانيك كلاسيك غير ممكن است شايد سخني به اغراق گفته نشده است.

اما موضوع ارتعاشات و فيزيك امواج مخصوص نور و صوت اهميت اساسي دارند، زيرا در حقيقت موضوع قسمتهاي عمده و مختلف اين دو علم جستجو در خواص ارتعاش و موج چيز ديگري نيستند.

تاريخچه:

زندگي پر از صداست و ما هميشه طالب شنيدن صداهاي خوش و حياتي هستيم و از صداهاي نا مطبوع و خطرناك گريزانيم. بطور كلي بايد گفت كه هر چه پيش مي دويم، بشر نسبت به حس شنوايي بيشتر توجه پيدا مي*كند. پيشرفت روز افزون صنايع صوت از قبيل: تلفن ـ راديو ـ فونوگراف ضبط صوت روي فيلم و تهيه فيلمهاي صدا دار و غيره خود مي*تواند بر اين موضوع دليلي مسلم باشد.

از نظر اهميتي كه آكوستيك يا علم صدا دارا مي*باشد مي*توان انتظار داشت كه اين موضوع در تاريخ علوم فيزيك جزو مطالب اساسي به شمار رفته باشد، در صورتي كه چنين چيزي نيست، زيرا در قبال تاريخ ساير علوم ، تاريخ آكوستيك قسمت از قلم افتاده و مهجوري بيش نيست. يكي از دلايل اين مهجوريت تاريخي اين است كه نظريه اساسي اصلي راجع به انتشار و اخذ صوت از زمانهاي بسيار قديم در تحولات فكر بشري پيدا شده و اسلوب اين فكر همان است كه امروزه مورد قبول ماست. قسمتهاي عمده علم آكوستيك عبارتند از:

توليد صوت:

وقتي كه به يك جسم جامد ضربه وارد مي*سازيم، توليد صدا مي*كند. تحت بعضي از شرايط صداي حاصل ، بگوش انسان خوش آيند و مطبوع است و اين در واقع اساس پيدايش علم موسيقي است كه ساليان دراز قبل از تاريخ ضبط صوت ، موجود بوده است، اما موسيقي ، قرنها قبل از نظر علمي مورد تحقيق قرار گيرد، جزو صنايع ظريفه محسوب مي*گرديد. اين مطلب مورد قبول عموم است كه اولين فيلسوف يوناني كه مبناي موسيقي را برسي نموده است. فيثاغورث مي*باشد كه 6 قرن قبل از ميلاد زندگي مي*كرده است.

انتشار صوت :

از مشاهداتي كه در قديم الايام شد. و بدست ما رسيده معلوم مي*شود كه صوت بوسيله آزمايش*هاي مربوط به هوا از يك نقطه به نقطه ديگر منتقل مي*گردد. در حقيقت ارسطو اصرار داشت كه حركت آزمايش*هاي مربوط به هوا در نقل و انتقالات صوت موثر است ولي اين موضوع مانند ساير مطالبي كه در فيزيك بيان نموده است همراه با ابهام است. چون در موقع انتقال صوت ، آزمايش*هاي مربوط به هوا حركتي نمي*كند، بنابراين جاي تعجب نيست كه بگوييم كه فلاسفه ديگر معاصر ارسطو اين عقيده او را تكذيب نمودند.

به همين ترتيب در زمان گاليله ، يك فيلسوف فرانسوي گاساندي ( Gassandi ) ، انتشار صوت را جرياني از اجزا كوچك غير مرئي بسيار ريز مي*دانست كه از جسم صدادار برخاسته و پس از عبور از آزمايش*هاي مربوط به هوا بگوش ما رسيده و آنرا متاثر مي*سازد. اولين كسي كه تجربه زنگ زير سرپوش خالي از آزمايش*هاي مربوط به هوا را امتحان كرد، آتانازيرس ، كيرثر ( Jesuit Athanasuis Kircher ) مي*باشد.

از ابتداي تاريخ آكوستيك تا به امروز ، تنها گيرنده صوتي مفيد و جالب توجهي كه دائما به كار رفته عبارت از گوش انسان مي*باشد. از اينرو قسمت عمده موضوع اخذ صوت به مطالعه و بررسي خواص آكوستيكي اين عضو انحصار يافته است. جالب توجه اين است كه تا بحال يك نظريه كامل و قابل قبولي راجع به كيفيت شنوايي پيدا نشده است و موضوع شنوايي انسان يكي از مسايل پيچيده و گيج كننده علم جديد پيسكو فيزيك ( Psycho Physics ) مي*باشد.

ارتباط صوت و ارتعاش:

تجربيات يوميه نشان مي*دهد كه احساس شنيدن وقتي براي ما پيدا مي*شود كه شي كه در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آيد. مثلا اگر پهلوي ما جامي فلزي قرار داشته باشد چنانچه با يك قطعه فلز به بدنه جام بزنيم صدايي از آن به گوش مي*رسد، و اگر با دقت به آن نگاه كنيم ملاحظه مي*گردد كه در حين صدا دادن لبه جام غير واضح مي*باشد و اين علامت ارتعاش سريع است.

اگر در اين هنگام پاندول سبك وزن ساده*اي را به بدنه جام نزديك كنيم ضربه*هاي پشت سر هم بدنه جام را روي پاندول كه دليل ارتعاش آن است بخوبي مشاهده مي*كنيم. اما بعضي اوقات ارتعاش به اندازه*اي سريع است كه با چشم ديده نمي*شود و بايد با وسايل مختلف از قبيل وسيله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت.

آيا فقط آزمايش*هاي مربوط به هوا وسيله انتقال صوت است؟

علاوه بر آزمايش*هاي مربوط به هوا جامدات و مايعات نيز براي صوت ناقل خوبي هستند. هر كس مي*داند كه با گذاشتن گوش خود بزمين مي*تواند حركت عابرين پياده و چهارپايان را از مسافت نسبتا زيادي بشنود. همچنين اگر گوش خود را به ريل راه *آهن بچسبانيم حركت لكوموتيو و قطار را ممكن است از چندين كيلومتر بشنويم. خاصيت انتقال صوت در جامدات و مايعات قويتر از خاصيت مزبور در گازها مي*باشد.

اغلب ديده*ايم كه با وجوديكه پهلوي ريل راه *آهن ايستاده*ايم ، صداي حركت قطاري را كه دور از ما واقع شده است نمي*شنويم، و اگر بخواهيم صداي حركت قطار مزبور را بشنويم يا بايد گوش خود را به ريل بچسبانيم و يا اينكه يك سر ميله چوبي و يا فلزي را به ريل چسبانده و سر ديگر را روي گوش خود بگذاريم، طوريكه در هر دو حالت استخوان خارجي گوش به ارتعاش در آيد. به همين دليل است كه دياپازون را روي جعبه مخصوص قرار مي*دهند تا صدايش قوي شود.