BBC The Secrets of Quantum Physics

انفجار

هذا هو سترومبولي ، أحد أكثر البراكين نشاطًا في العالم.

بضع مرات كل ساعة ،

يرسل انفجارات ضخمة من الحمم والرماد.

وبالطبع نتوقع ضجيجا مع تلك الانفجارات

لكن مع الأصوات التي نسمعها ،

هناك أيضا أصوات لا نستطيع.

لأن هذا البركان ، مثل العديد من البراكين الأخرى ،

هي في الواقع آلة موسيقية ضخمة.

الآن فقط فهم العلماء

كم هو غريب ومذهل

عالم الصوت هو حقا.

من السهل أخذ الصوت كأمر مسلم به.

الصوت ضجيج ...

إنها موسيقى ...

..it هي الكلمة المنطوقة.

لكنها أكثر بكثير من مجرد مسار صوتي لحياتنا.

الكراك!

كلما اكتشفنا المزيد عن فيزياء الصوت ...

فقاعة

.. المزيد من الأسرار المذهلة التي تم الكشف عنها.

سماع أصوات عالية النبرة أسمع البعوض الغاضب للكلمة.

في هذه السلسلة ، سأبحث في طبيعة الصوت -

ما هو ...

رنجات الجرس

أستطيع أن أشعر بذلك من خلال قدمي. انه حقا رائع.

"ما يخبرنا ..."

تقول جودة الصوت فقط أن شيئًا ما ليس هنا.

".. وكيف نستخدمها ..."

عزم المحرك

سمعته بالتأكيد.

"..يسمح لنا برؤية العالم وحتى الكون

"بطرق جديدة ومثيرة."

يتم إنشاء كل صوت لسبب ما.

كل صوت له قصة يرويها.

طيور الغناء والنحل الطنان

مقلي

يبدو أن الاستماع إلى شجرة أمر غريب

لكن هذه الشجرة ليست صامتة.

حتى من خلال سماعة الطبيب مثل هذا ، يمكنني سماع صرير و صرير

يئن مع تحرك الفروع في الريح ،

وهناك أصوات أخرى لا أستطيع سماعها بهذا.

أصوات طقطقة ، فرقعة.

البابونج والتكسير

يحدث لأن الشجرة

تسحب المياه من جذورها إلى أوراقها

وفي يوم مشمس حار مثل هذا ، حيث تنتقل تلك المياه

الأنابيب الصغيرة حول الشجرة من الخارج ،

تشكل الفقاعات ، وتلك هي ما تصدر ضوضاء طقطقة.

لذا على الرغم من أنك لن تعرف ذلك من خلال النظر إليه ،

يمكن أن يخبرك هذا الضجيج طقطقة أن هذه الشجرة عطشان.

قبل أن نتمكن من فتح جميع أسرار الصوت ...

.. نحتاج أن نفهمها على مستوى أساسي.

لذلك في هذا البرنامج ،

سوف أستكشف ماهية الصوت وكيفية صنعه.

أولاً ، سيكون من المفيد أن أتمكن من تشغيل صوت

إلى شيء يمكننا رؤيته بالفعل.

هذه مساحة خاصة جدا.

تسمى بغرفة شبه عديمة الصدى ،

وما يعنيه أن جميع الجدران والسقف لها هذه الأشكال المضحكة

على تلك التي تمتص الصوت حتى يكون هادئًا حقًا هنا.

إنها البيئة المثالية لعزل صوت نقي

ومراقبة آثاره.

كل ما أحتاجه هو هذا الجيش الصغير من الشموع ومكبر الصوت.

للقيام بهذا العمل ، أحتاج إلى صوت عالي حقًا

لذلك أنا ذاهب لارتداء المدافعين عن الأذن.

هذا صوت عميق حقًا -

يمكنك أن ترى المتحدث يدخل ويخرج.

وما يمكنك رؤيته هو أن الشموع تهتز -

هذا اهتزاز سريع للغاية.

'تظهر شعلة الشمعة الفردية الحركة في الهواء

"بسبب المتحدث."

ما يحدث هو أن المتحدث هنا

تنتج كميات هائلة من الصوت عن طريق الضغط على الهواء.

وهذا دفع يدفع على الهواء بجانبه

الذي يضغط على الهواء بجانبه ،

وينتقل عبر الشموع.

تتوهج لهب الشموع ذهابًا وإيابًا 20 مرة في الثانية ،

أو عند 20 هيرتز.

"هذا هو تردد الصوت الذي نسمعه."

انا ذاهب الى رفعه.

زيادة الضوضاء في الملعب

إذا قمت بزيادة التردد ، تومض لهب الشمعة بشكل أسرع.

وما يمكنك رؤيته هو أن الشموع كلها تومض

لكنهم يلمعون معًا.

هذه حركة متزامنة.

كلهم يتحركون للأمام والخلف معًا.

'لذا ما نراه هو الصوت.

تتسبب حركة السماعة في تأرجح جزيئات الهواء

ذهابًا وإيابًا بتردد معين.

'تنتقل هذه التذبذبات عبر الهواء كموجات صوتية

"وتلتقطها آذاننا."

مكبر الصوت هو في الواقع طريقة غير عادية للغاية لإصدار الصوت

لأنها مصنعة بشكل مصطنع

لتوليد أي صوت تريده.

معظم الصوت أكثر إثارة للاهتمام.

هذا لأنه ، على عكس مكبرات الصوت ،

معظم الكائنات تخلق صوتًا معينًا فريدًا لها ...

.. وهذا في نهاية المطاف في القلب

عن سبب كون الصوت مصدرًا ثريًا للمعلومات حول العالم.

لفهم كيف ينتج الجسم صوته الفريد الخاص به ...

عزم المحرك

.. نحن بحاجة إلى مصدر صوت واضح وبسيط.

بالنسبة لي ، أحد أجمل الأمثلة على ذلك هو الصوت

تم رنين عبر مدننا لقرون.

رنجات الجرس

صوت أجراس الكنيسة

هي واحدة من أكثر الأصوات المميزة في بريطانيا.

وتعلمت رنين الأجراس عندما كنت طفلاً ،

لذلك قضيت بالتأكيد الكثير من الوقت في أبراج الجرس ،

ولكن هناك جرس واحد لم أره من قبل.

إنه ليس فقط الجرس الأكثر شهرة في هذا البلد ،

لكن أشهر جرس في العالم.

إنها فقط في الأعلى وهي التي نعرفها جميعًا باسم بيغ بن.

'صوت بيغ بن يمكن التعرف عليه على الفور.

"يبدو أنه صوت بسيط

ولكن أيضا غنية ورخاء.

`` تحليل كيفية إنشاء صوت بيغ بن

يكشف عن شيء رائع حول العلاقة بين

"كائن والصوت الذي ينتجه."

إذن هذا هو.

هذا الجرس العملاق هو بيغ بن.

وقد تغيرت كل أنواع الأشياء في 150 عامًا

منذ علقه الفيكتوريون هنا. لكن الصوت هو نفسه بالضبط.

والآن أنا هنا ، أستطيع أن أراها تعمل لأول مرة.

"إلى جانب بيغ بن ،

"هناك أربعة أجراس أصغر أخرى معلقة في الجرس."

أجراس الأجراس

"هذه تلعب دقات وستمنستر الشهيرة."

أجراس اللعب في غرب الغرباء

"فقط بعد الانتهاء من ذلك يتم سماع بيغ بن نفسها".

LOVE CLANG REVERBERATES

إنه قدر لا يصدق من الصوت.

شعرت بذلك من خلال قدمي.

هذا رائع حقا.

الطريقة التي يصدر بها الجرس الصوت هي تلك المطرقة الضخمة 200 كجم

يضرب الجانب وهذا يضع المعدن يهتز.

وبينما تندفع للخارج ، تدفع في الهواء ،

يرسل موجات الضغط للخارج.

وتلك هي الموجات الصوتية.

لكن كل هذا لا يحدث فقط بتردد واحد.

الثراء الضخم للصوت الذي تصدره ساعة بيغ بن

يأتي من العديد من الترددات التي تحدث في نفس الوقت.

فكيف ينتج جرس واحد العديد من الترددات المختلفة؟

وما الذي يجعلها تبدو جيدة معًا؟

أول عالم يحاول فك الترددات

داخل صوت الجسم

كان الفيزيائي الألماني والموسيقي الهواة إرنست شلادني.

ابتكر Chladni تجربة خاصة مكنته

لدراسة كيف حتى أبسط الأشياء

يمكن أن ينتج صوتًا معقدًا ...

الصدمات الإلكترونية

..مصنوعة من ترددات مختلفة.

سأقوم بعمل نسخة حديثة من تجربة Chladni.

هذه لوحة Chladni.

إنها مجرد صفائح معدنية مسطحة في المنتصف.

وإذا صدمته ... FLAT CLANG

..it يجعله صوتًا لا يبدو لطيفًا جدًا.

بالتأكيد ليست لطيفة مثل بيغ بن.

لكن هذا الصوت له الكثير من القواسم المشتركة مع صوت بيغ بن

لأنها تتكون من الكثير من الترددات المختلفة.

وجاء ارنست Chladni مع

طريقة ذكية حقًا للتفكيك

من أين يأتي هذا الصوت. فبدأ بلوحة مثل هذه.

ورش الرمل في الأعلى ، لذلك سأفعل ذلك.

ثم قام بضبط اللوحة بالاهتزاز.

وسأفعل ذلك باستخدام مولد إشارة هنا

سيؤدي ذلك إلى تحريك منتصف اللوحة لأعلى ولأسفل.

والرقم الموجود في المقدمة هنا هو عدد المرات في كل ثانية

هذا الاهتزاز سيحدث - لذا في الوقت الحالي 240.

لذلك إذا قمت بتشغيل هذا ...

نحب السمع

لذا فهي ليست ضوضاء ممتعة.

يمكنك أن ترى الرمال ترقص في الطبق

لكنها ليست مثيرة للغاية حتى الآن.

ولكن ما يحدث إذا قمت برفع التردد مختلف تمامًا.

الزيادات في حجم الرضاعة

وفجأة عند هذا التردد هنا 264 هيرتز ،

يمكنك رؤية هذا النمط الجميل ينبثق في الرمال

الجزء العلوي من اللوحة.

وماذا يعطي هذا

هو أن اللوحة تهتز بشكل

والرمل يبين لنا شكل هذا.

ما يحدث هو أن اللوحة تنحني هكذا ،

وفي أجزاء اللوحة التي تتحرك كثيرًا ،

الرمال ترتد.

وأجزاء اللوح التي تقع بين جزء صاعد

والقليل من الانخفاض ، لا تتحرك على الإطلاق ،

وهكذا يتراكم الرمل في تلك الأماكن.

لذا ما وجده Chladni كان حيلة ذكية حقا

لرؤية شكل الاهتزاز ،

على الرغم من أنه لا يستطيع رؤيته بعينيه.

يحدث نمط الاهتزاز الذي كشفته الرمال عند ما يعرف

كتردد طبيعي للصفيحة المعدنية.

هذا تردد محدد تهتز فيه اللوحة بشكل طبيعي

وتنتج الصوت.

وهذا جزء مما يشكل الصوت عندما أصطدم بالطبق.

لكن الأمر ليس كله ، لأنه إذا واصلت رفع التردد ،

هناك المزيد لرؤيته.

زيادات الصوت في الرمية