آکوستیک (Acoustic) چیست؟

كسی كه از مباحث علم فیزیك اطلاع داشته باشد، می‌داند كه موضوع ارتعاش و موج در اغلب مباحث فیزیك و مكانیك یا بطور مستقیم وارد است یا وسیله و ابزاری برای استدلال و فهم موضوعات دیگر است. اگر گفته شود كه: بدون اطلاع از خواص ارتعاشات تحصیل علم فیزیك و مكانیك كلاسیك غیر ممكن است شاید سخنی به اغراق گفته نشده است.
اما موضوع ارتعاشات و فیزیك امواج مخصوص نور و صوت اهمیت اساسی دارند، زیرا در حقیقت موضوع قسمتهای عمده و مختلف این دو علم جستجو در خواص ارتعاش و موج چیز دیگری نیستند.
● تاریخچه:
زندگی پر از صداست و ما همیشه طالب شنیدن صداهای خوش و حیاتی هستیم و از صداهای نا مطبوع و خطرناك گریزانیم. بطور كلی باید گفت كه هر چه پیش می دویم، بشر نسبت به حس شنوایی بیشتر توجه پیدا می‌كند. پیشرفت روز افزون صنایع صوت از قبیل: تلفن ـ رادیو ـ فونوگراف ضبط صوت روی فیلم و تهیه فیلمهای صدا دار و غیره خود می‌تواند بر این موضوع دلیلی مسلم باشد.
از نظر اهمیتی كه آكوستیك یا علم صدا دارا می‌باشد می‌توان انتظار داشت كه این موضوع در تاریخ علوم فیزیك جزو مطالب اساسی به شمار رفته باشد، در صورتی كه چنین چیزی نیست، زیرا در قبال تاریخ سایر علوم ، تاریخ آكوستیك قسمت از قلم افتاده و مهجوری بیش نیست. یكی از دلایل این مهجوریت تاریخی این است كه نظریه اساسی اصلی راجع به انتشار و اخذ صوت از زمانهای بسیار قدیم در تحولات فكر بشری پیدا شده و اسلوب این فكر همان است كه امروزه مورد قبول ماست.
▪ قسمتهای عمده علم آكوستیك عبارتند از:
۱) تولید صوت:
وقتی كه به یك جسم جامد ضربه وارد می‌سازیم، تولید صدا می‌كند. تحت بعضی از شرایط صدای حاصل ، بگوش انسان خوش آیند و مطبوع است و این در واقع اساس پیدایش علم موسیقی است كه سالیان دراز قبل از تاریخ ضبط صوت ، موجود بوده است، اما موسیقی ، قرنها قبل از نظر علمی مورد تحقیق قرار گیرد، جزو صنایع ظریفه محسوب می‌گردید. این مطلب مورد قبول عموم است كه اولین فیلسوف یونانی كه مبنای موسیقی را برسی نموده است. فیثاغورث می‌باشد كه ۶ قرن قبل از میلاد زندگی می‌كرده است.
۲) انتشار صوت :
از مشاهداتی كه در قدیم الایام شد. و بدست ما رسیده معلوم می‌شود كه صوت بوسیله آزمایش‌های مربوط به هوا از یك نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌گردد. در حقیقت ارسطو اصرار داشت كه حركت آزمایش‌های مربوط به هوا در نقل و انتقالات صوت موثر است ولی این موضوع مانند سایر مطالبی كه در فیزیك بیان نموده است همراه با ابهام است. چون در موقع انتقال صوت ، آزمایش‌های مربوط به هوا حركتی نمی‌كند، بنابراین جای تعجب نیست كه بگوییم كه فلاسفه دیگر معاصر ارسطو این عقیده او را تكذیب نمودند.
به همین ترتیب در زمان گالیله ، یك فیلسوف فرانسوی گاساندی ( Gassandi ) ، انتشار صوت را جریانی از اجزا كوچك غیر مرئی بسیار ریز می‌دانست كه از جسم صدادار برخاسته و پس از عبور از آزمایش‌های مربوط به هوا بگوش ما رسیده و آنرا متاثر می‌سازد. اولین كسی كه تجربه زنگ زیر سرپوش خالی از آزمایش‌های مربوط به هوا را امتحان كرد، آتانازیرس ، كیرثر ( Jesuit Athanasuis Kircher ) می‌باشد.
از ابتدای تاریخ آكوستیك تا به امروز ، تنها گیرنده صوتی مفید و جالب توجهی كه دائما به كار رفته عبارت از گوش انسان می‌باشد. از اینرو قسمت عمده موضوع اخذ صوت به مطالعه و بررسی خواص آكوستیكی این عضو انحصار یافته است. جالب توجه این است كه تا بحال یك نظریه كامل و قابل قبولی راجع به كیفیت شنوایی پیدا نشده است و موضوع شنوایی انسان یكی از مسایل پیچیده و گیج كننده علم جدید پیسكو فیزیك ( Psycho Physics ) می‌باشد.
۳) ارتباط صوت و ارتعاش:
تجربیات یومیه نشان می‌دهد كه احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می‌شود كه شی كه در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آید. مثلا اگر پهلوی ما جامی فلزی قرار داشته باشد چنانچه با یك قطعه فلز به بدنه جام بزنیم صدایی از آن به گوش می‌رسد، و اگر با دقت به آن نگاه كنیم ملاحظه می‌گردد كه در حین صدا دادن لبه جام غیر واضح می‌باشد و این علامت ارتعاش سریع است.
اگر در این هنگام پاندول سبك وزن ساده‌ای را به بدنه جام نزدیك كنیم ضربه‌های پشت سر هم بدنه جام را روی پاندول كه دلیل ارتعاش آن است بخوبی مشاهده می‌كنیم. اما بعضی اوقات ارتعاش به اندازه‌ای سریع است كه با چشم دیده نمی‌شود و باید با وسایل مختلف از قبیل وسیله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت.
▪ آیا فقط آزمایش‌های مربوط به هوا وسیله انتقال صوت است؟
علاوه بر آزمایش‌های مربوط به هوا جامدات و مایعات نیز برای صوت ناقل خوبی هستند. هر كس می‌داند كه با گذاشتن گوش خود بزمین می‌تواند حركت عابرین پیاده و چهارپایان را از مسافت نسبتا زیادی بشنود. همچنین اگر گوش خود را به ریل راه ‌آهن بچسبانیم حركت لكوموتیو و قطار را ممكن است از چندین كیلومتر بشنویم. خاصیت انتقال صوت در جامدات و مایعات قویتر از خاصیت مزبور در گازها می‌باشد.
اغلب دیده‌ایم كه با وجودیكه پهلوی ریل راه ‌آهن ایستاده‌ایم ، صدای حركت قطاری را كه دور از ما واقع شده است نمی‌شنویم، و اگر بخواهیم صدای حركت قطار مزبور را بشنویم یا باید گوش خود را به ریل بچسبانیم و یا اینكه یك سر میله چوبی و یا فلزی را به ریل چسبانده و سر دیگر را روی گوش خود بگذاریم، طوریكه در هر دو حالت استخوان خارجی گوش به ارتعاش در آید. به همین دلیل است كه دیاپازون را روی جعبه مخصوص قرار می‌دهند تا صدایش قوی شود.

منبع : فیزیک آنلاین