منو
 کاربر Online
908 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  پنج شنبه 03 آذر 1384 [11:37 ]
  بحث هفتگی فیزیک: آکوستیک
 


آکوستیک (علم صوت):

  • قوانین حاکم
  • کابردهای آکوستیک (ساختمانی ، شکستن اجسام ، شناسایی و تشخیص و ...)
  • آیا صوت مانند نور عمل می‌کند.
  • در مورد آکوستیک زیر آبی چه می‌دانید؟
  • ابزارهای تولید ، انتقال ، تقویت و ضبط صوت
  • عوامل محیطی چه تأثیری بر امواج صوتی دارند؟
  • ماوراء صوت و کاربرد آن در پزشکی
  • آثار بیولوژیکی ماورای صوت
  • و ... .

از کاربران محترم دعوت می‌شود با شرکت در مباحث هقتگی ، در تکمیل بحثها یاری فرمائید.

  امتیاز: 0.20     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  سه شنبه 08 آذر 1384 [08:32 ]
  > بحث هفتگی فیزیک: آکوستیک
 


آکوستیک به معنی وسیع کلمه تولید ، تراگسیل و دریافت انرژی بصورت ارتعاش در ماده است. اگر اتمها و مولکولهای شاره یا جامد از اوضاع طبیعی خود تغییر مکان یابند، نیروی الاستیک در آن پدید می گردد، که مربوط به سختی جسم است و می خواهد جسم را به حالت نخست باز گرداند. این را نیروی برگرداننده گویند. تأثیر این نیروی الاستیک برگرداننده توأم با خاصیت اینرسی دستگاه ، ماده را برای ارتعاشهای نوسانی و در نتیجه تراگسیل موجهای آکوستیکی قابل می‌سازد.

img/daneshnameh_up/0/09/tuning_fork_wave_animated.gif

امواج صوتی امواج مادی بوده که هم طولی و هم عرضی می‌تواند باشد. در شاره ها بصورت طولی است و در محیطهای دیگر هم بصورت طولی و هم بصورت عرضی است. یعنی فرضا اگر صوت وارد یک ماده جامد شود، به موج طولی و عرضی با سرعتهای متفاوت تجزیه می‌شود.

اسبابهای مولد صوت

  • تارهای مرتعش
  • میله های مرتعش
  • صفحات مرتعش

کاربردها:


طراحی ساختمانهای آکوستیکی

  • سالنهای سخنرانی
  • ایزوله کردن ساختمانها (مواد عایق صوت)
  • جلوگیری از آلودگی صوتی

کاربردهای پزشکی


  • عکسبرداری صوتی (سونوگرافی): از فرکانسهای بالا برای این کار استفاده می شود (مواد از نظر جذب و بازتاب امواج متفاوتند).

  • چکشهای صوتی: برای شکستن رسوبات یا سنگهای طبیعی (بصورت پالسی عمل می کنند).

کاربردهای صنعتی


  • صیقل دهنده های صوتی

  • تمییز کننده های صوتی: در تمییزکننده های صوتی ، در یک ظرفی مایع وجود دارد و با اعمال نوسانهایی عمل تمیییز کردن لایه ها و رویه ها انجام می گیرد.

  • اره‌های صوتی: در اره‌های صوتی ، از جذب و نفوذ انرژی صوتی در ماده استفاده می شود. هر چقدر جسم سختر و صلب تر باشد، درجه جذب آن بیشتر بوده و کارایی بیشتری در بریدن مواد دارد.

  • فریزهای صوتی: کنترل و تستهای صوتی ، برای تشخیص ترکهای مویرگی و خیلی باریک در داخل قطعه ها استفاده می شود. آزمونهای غیر مخرب در صنعت خیلی بکار می رود و یکی از کاربردهای مهم فریزهای صوتی در آزمونهای غیر مخرب است.


  امتیاز: 0.40     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  پنج شنبه 10 آذر 1384 [16:06 ]
  > بحث هفتگی فیزیک: آکوستیک
 


برای تولید و انتشارات امواج آکوستیکی ، ارتعاشهایی را که سبب تولید و انتقال موجهای آکوستیکی می‌شوند بر حسب حدود فرکانسشان به سه دسته تقسیم می‌شوند: ارتعاشهای صوتی که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند. حدود فرکانس ارتعاشهایی از این نوع که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده میشوند، حدود فرکانسشان بین 20 الی 15000 سیکل بر ثانیه می‌باشد. ارتعاشهای فراصوتی از فرکانسهای 15000 سیکل بر ثانیه به بالا و ارتعاشهای فروصوتی ، از فرکانسهای 20 سیکل بر ثانیه به پایین. لازم به ذکر است مدهای ارتعاشی خود نیز انواع گوناگونی دارند.

آکوستیک زیر آبی

بکار بردن امواج صوتی درون آب برای تراگسیل اطلاعات مورد علاقه دریانوردان می‌باشد. یکی از نخستین کاربردهای آنها نصب زنگهایی درون آب و اتصال آنها به کشتیهای فانوسدار بوده است. صوت درون آب که بوسیله این زنگها تولید می‌شد تا فاصله زیادی در آب تراگسیلیده می شد و از اینرو ممکن بود که بوسیله گیرنده هیدروفونی که در بدنه کشتی دیگری تعبیه شده به وجود آنها پی برده و آشکارسازی کرد. حال اگر دو دستگاه گیرنده در جهت مخالف یکدیگر نصب شده باشند و یکی از آنها را به گوش راست و دیگری را به گوش چپ متصل سازند ممکن خواهد بود که در اثر خاصیت تشخیص امتداد بوسیله دو گوش محل تقریبی کشتی فانوسدار را پیدا کرد. این اسباب بسیاری ساده برای دوری از خطرهای دریایی در مواقعی که شرایط دید واضح در دریا موجود نبوده بسیار با ارزش بوده است.

در سال 1912 فسفون نوعی منبع صوتی الکترودینامیکی زیر آبی ساخت که در فرکانسهای میان 500 تا 1000 سیکل بر ثانیه کار می‌کرد. با تکمیل تراگذارهای گیرنده و فرستنده ، از آنها برای تعیین ژرفای آبها که کمک اندازه گیری زمان برگشت صوت از کف اقیانوس بکار می‌برند. یکی از نتیجه های این پشرفت ساخت دستگاه فراصوتی نوینی به نام ژرفاسنج است. این دستگاه تپهای صوتی کوتاهی تولید می کند، و بسوی کف دریا می فرستد و زمان رفت و برگشت آنرا اندازه گیرد. این اندازه گیری که بر روی نوار کاغذ متحرک ثبت میگدد ژرفا را نشان می دهد.

با تکمیل انواع مختلف تراگذارها ، از جمله تراگذار "چراغ قوه‌ای" ، استفاده از توانایی آنها برای تراگسیل فرکانسهای فراصوتی که طول موجشان در آب نسبت به ابعاد جانبی سطح تابنده تراگذار کوچک است، ممکن گردید. پرتوهای صوتی را بصورت تابه باریکی تهیه کرده که مانند نور چراغ قوه بتوان آنها را در راستاهای گوناگون تابانید. اینگونه تراگذارها را نیز ممکن است به عنوان گیرنده در هیدروفنها بکار برد، از اینرو در بیشتر دستگاهها یک تراگذار تنها برای هر دو مقصود نصب گردیده است. با دستگاهی از اینگونه ، امکان دارد محل منعکس کننده صوت را که در حقیقت هدف است، با مشاهده راستایی که در آن راستای پژواک قویتر درست میشود تشخیص داد. همچنین با اندازه گیری زمان برگشت تپ کوتاهی که ارسال شده بود و به شکل پژواک برگشته است فاصله آنرا تعیین کرد. تراگذارهای فراصوتی و همچنین هیدروفونهای صوتی و شبکه هیدروفونها را نیز برای گوش دادن به صوتهای که از کشتیهای دور بر می خیزند بکار می‌برند. در زمان جنگ ، اینگونه گوش دادنها بسیار سودمند است، زیرا به این ترتیب اگر نتوان فاصله کشتی یا زیر دریایی را تعیین کرد، ولی می توان دست کم بی آنکه حضور کشتی گوش دهنده آشکار گردد و حدودی را که در آن زیر دریایی با کشتی دیگر قرار گرفته معین کرد.

جالبترین پیشرفتها در ساختمان و کاربردها و نیز بزرگترین کوششهایی که در آکوستیک زیر آبی شده توام با مسائلی است که مربوطند به طریقه آشکاسازی محل ، تعیین مسیر و دسته بندی آنها در مورد کشتیهای جنگی روی آبی و زیر آبی است. معمولا به این قبیل اسبابها در این قسمت از آکوستیک نامهای عام می گذارند، مانند سونار که از حروف نخست عبارت: "Sound Navigation and Ranging" گرفته شده است. در مورد این مساله لازم دیده شده که که وسائل موثر نوینی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی آکوستیکی زیر آبی که دارای توان و شدت زیاد باشد ساخته شود و نیز ضروری بود که بتواند با وجود نوفه‌های پوشاننده زمینه، سیگنالهای ضعیفی را که از راه می رسند آشکار و ضبط کند. مطالب دیگری که به همین اندازه مهمند عبارتند از مطالعه پدیده‌های اساسی مانند واگرایی ، جذب ، بازتاب ، شکست ، پاشندگی، پراش و غیره که برای موجهای صوتی فرستاده شده در آب دریا پیدا می شود.

سرعت صوت در آب دریا

سرعت صوت در آب شیرین تابع دماست. دو عامل اضافی دیگر بر سرعت صوت در آب دریا تأثیر دارند و در آن عباتند از شوری آب و تغییرات فشار که بر حسب تغییر ژرفای آب پیدا می شود. هر کدام از این دو عامل موجب افزایش سرعت صوت هستند.

اتلاف صوت در تراگسیل از آب دریا

اگر آبهای اقیانوس بیکران و همگن می بودند فقط دو عامل واگرایی صوت سبب می گردیدند که هر اندازه از منبع صوت دور شویم تراز فشار تابع صوتی کاهش یابد.

پدیده‌های شکست

مهمترین پدیده‌ای که واگرایی ساده و انتشار مستقیم تابع صوتی در آب دریا را مختل می سازد پدیده شکست است که در اثر تغییر سرعت انتشار حاصل می گردد. عوامل موثر بر سرعت: دما- شوری- ژرفا. تغییرات شوری در نزدیکی دهانه رودخانه های بزرگ دارای اهمیت است، زیرا در آنجا مقدار زیادی آب شیرین وارد دریا می گردد، همچنین در نزدیکی جریانهای درون اقیانوس ، مانند گلف استریم و در مجاورت سطحی که باران و تبخیر حداکثر اثر خود را می بخشد. تغییرات سرعت بر حسب زیاد شدن ژرفا که بواسطه زیاد شدن فشار و در مجاورت سطحی که باران و تبخیر حداکثر اثر خود را می بخشد. تغییرات سرعت برحسب زیاد شدن ژرفا که بواسطه زیاد شدن فشار پیدا می شود کاملا منظم است. برای ژرفاهای کم ، زیاد نیست و اگر تغییرات دما زیاد باشد می‌توان آن را نادیده گرفت. تغییرات سرعت انتشار ، که در نتیجه تغییرات دما حاصل می گردد معمولا خیلی زیاد است. بویژه در نزدیکی سطح آب، یعنی در محلی که عاملهایی چون فصول سال، زمان روز یا شب ، ابری بودن هوا ، وجود سرعت با دو حالت دریا تمام اینها عاملهایی هستند که در تغییر دما موثر به شمار می‌روند. اثر شکستی که در نتیجه این پیدا می‌شود بر انتشار موجهای صوتی ، از بسیاری جهات مانند اثر هوای گرم شده بر انتشار پرتوهای نوری است.


  امتیاز: 0.00     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  یکشنبه 13 آذر 1384 [12:53 ]
  > بحث هفتگی فیزیک: آکوستیک
 


کانالهای صوتی:


نوعی شکست که توجه خاصی به آن مبذول می گردد در ژرفاهای زیاد پیدا می‌شود، یعنی جایی که دما بطور یکنواخت کاهش می یابد تا به c 4˚ برسد. در این ژرفا اوضاع فیزیکی در سراسر سال پایدار و یکنواخت باقی می مانند. در این ژرفا امواج حداقل سرعت را دارند، ولی سرعت در ژرفا کمتر بر اثر افزایش دما زیاد می‌شود و در ژرفای زیادتر نیز سرعت انتشار افزایش می یابد، زیرا فشار مایع در اینجا بیشتر است. در نتیجه چنین اوضاعی است که همه پرتوهایی که ابتدا در ناحیه حداقل سرعت واقع بوده اند به شرطی که زاویه کوچکی با امتداد افقی بسازند خمیده میشوند و دوباره به وی همین ناحیه باز می گردند. یعنی به سوی طح خارجی یا کف دریا متوجه نمی شوند، و در این حال دالانی تشکیل می دهند که کانال صوتی ژرف نام دارد. موجهای صوتی که در این کانال انتشار می یابند مجبورند که در همین کانال باقی بمانند، و در نتیجه به تندی موج منتشر در آبی که سرعت در همه نقاطش یکسان است وا نمی گردیدند.

کاربردهای دیگر آکوستیک زیر آبی:


بسیاری کاربردهای نظامی و بازرگانی دیگر برای موجهای آکوستیکی زیر آبی پیدا شده اند. مثلا از درهای آکوستیک فعال و یا غیر فعال هر دو به نوعی طراحی شده اند که درست به کشتیها اصابت می‌کنند. مینهایی آکوستیکی ممکن است به وسیله نوفه کشتیهای نزدیک تحریک شونده یا به وسیله منبع صوتی که باز داده ای معادل داشته باشد به حرکت در آید.
ژرفایابها را می‌توان برای تعیین ژرفای آب در زیر کشتی و یا برای تعیین محل اجتماع ماهیها بکار برد. سرانجام ، موجهای آکوستیکی را می‌توان وسیله‌ای برای تأمین ارتباط زیر آب بوسیله مکالمه دانست. در حالت اخیر به عنوان محیطی برای تراگسیل موجهای با فرکانس 8000 سیکل بر ثانیه بکار می‌رود، که بعدا این فرکانس به فرکانس قابل شنیدن تبدیل می‌شود. هر نوع دگر آهنگشتی را که در ارتباطات رادیویی بکار می رود می‌توان در اینجا بکار برد، از قبیل دگر آهنگش دامنه ، یا دگرآهنگش یک طرف با حذف فرکانس ناقل ، دگر آهنگش فرکانس ، یا دگر آهنگش فاز و تعیین فاصله‌های زیادتر از 10 مایل و غیره.


  امتیاز: 0.00